UA125688C2 - Спосіб одержання агента, якому властива міцність у сухому стані, зокрема гліоксильованого поліакриламіду - Google Patents

Abstract

Винахід стосується способу одержання гліоксильованого поліакриламіду, агента, якому властива міцність у сухому стані, у якому до водного розчину поліакриламіду при перемішуванні за допомогою циркуляційного насоса додають етандіаль (гліоксаль), причому реакцію запускають шляхом додавання лугу зі значенням рН більше 8, їй дають можливість прореагувати при перемішуванні за допомогою циркуляційного насоса, після чого реакцію зупиняють додаванням кислоти при перемішуванні за допомогою циркуляційного насоса після закінчення попередньо заданого часу реакції, що складає від 2 до 30 хвилин, що відрізняється тим, що спосіб виконують як дискретний спосіб, при якому кількісну реакцію етандіалю з надлишковою кількістю поліакриламіду у водному лужному середовищі контролюють та регулюють за допомогою принаймні двох з наступних показників: г) зниження значення рН та одного з показників, вибраних з: а) каламутності, причому, коли каламутність під час реакції зростає на визначену величину, подальшу взаємодію припиняють додаванням кислоти; б) адаптації рН як функції від температури, причому значення рН регулюють встановленням температури реакції; в) адаптації рН як функції від часу реакції, причому значення рН регулюють встановленням часу реакції, і д) споживання електричного струму циркуляційним насосом.

Description

а) каламутності, причому, коли каламутність під час реакції зростає на визначену величину, подальшу взаємодію припиняють додаванням кислоти; б) адаптації рН як функції від температури, причому значення рН регулюють встановленням температури реакції; в) адаптації рН як функції від часу реакції, причому значення рН регулюють встановленням часу реакції, і д) споживання електричного струму циркуляційним насосом.

Цей винахід стосується способу одержання агента гліоксильованого поліакриламіду, якому властива міцність у сухому стані, при якому до водного розчину поліакриламіду при перемішуванні за допомогою циркуляційного насоса додають етандіаль (гліоксаль), реакція розпочинається після додавання основи, зокрема сильної основи, при лужному значенні рн, зокрема, при значенні рН вище 8, їй дають можливість прореагувати при перемішуванні та/або циркуляції, після чого реакцію зупиняють додаванням кислоти при перемішуванні та/або циркуляції після закінчення попередньо заданого часу реакції, що складає від 2 до 30 хвилин.

Відомі способи отримання агентів для паперової промисловості, яким властива міцність у сухому стані, причому більшість зазначених способів постійно використовується. У таких способах в цілому водній реакційній суміші вініламідного полімеру та реактивного агента целюлози, як правило, дають можливість вступити в реакцію протягом заданого періоду часу при лужному значенні рН, де множина факторів, таких як температура води на вході, значення рН реакційної суміші, витрати реактивної целюлозної сировини, концентрація вініламідного полімеру вимірюється до і під час утворення аддукта та подібних сполук, для того, щоб мати змогу зупинити реакцію тоді, коли бажаний аддукт сформовано. Для того, щоб зупинити реакцію вчасно, на додачу до безлічі різноманітних вимірювань було, зокрема, виконано вимірювання в'язкості для визначення ступеня реакції. В результаті застосування більшості відомих способів отримуються продукти, які не готуються безпосередньо на місці, а транспортуються кінцевому споживачеві у автоцистернах і розбавляються до концентрації, необхідної для реакції, наприклад, від З 95 до 4 95. Ці відомі способи мають недолік, який полягає у тому, що потрібно транспортувати величезні кількості рідини, і, крім того, продукти псуються під час перевезення, незважаючи на додані стабілізатори, що знижує загальний строк їх придатності.

Отже, у патенті О5 7 875 676 описано спосіб одержання реактивного целюлозного аддукту полівініламіду, в якому у водній реакційній суміші вініламідного полімеру та реактивного агента целюлози відбувається безперервна реакція, причому одночасно проводиться вимірювання в'язкості під час реакції. Коли в'язкість не перевищує 30 СП при температурі 25 "С, реакція припиняється. Такі способи, за якими вимірюють в'язкість аддуктів, пов'язані з проблемами, що полягають у тому, що, якщо момент зупинки реакції пропущено, тобто відбувається занадто сильне збільшення в'язкості утворюється водонерозчинний гель, який не можна

Зо використовувати як агент, якому властива міцність у сухому стані. Такі гліоксильовані аддукти, крім того, містять значні кількості органічних речовин та/або розчинників, таких як органічні масла, які є не тільки дорогими, але й надзвичайно легковипаровуваними, що обмежує використання таких аддуктів.

У публікації МО 2009/059725 розкриваються гліоксильовані М-вініламіни, у яких суміш акриламіду та діаллілдиметиламонію хлориду є гліоксильованою, причому реакція контролюється виключно за допомогою вимірювання каламутності, у зв'язку з чим, визначення точного кінця або точне твердження про те, коли саме відбулася кількісна реакція, не представляється можливим.

У публікації УМО 2013/084062 АТ наведено спосіб одержання целюлозактивного аддукту з полівініламіду, в якому утворення бажаного аддукту визначається шляхом зміни каламутності.

Крім того, комерційно доступні гліоксильовані полівініламідні аддукти мають недолік - дуже короткий строк придатності, що складає лише кілька тижнів, при цьому строк придатності залежить від значення рн, концентрації та температури зберігання, що, таким чином, викликає проблеми практичного застосування, оскільки завжди слід гарантувати наявність свіжодоставленого або свіжодоступного аддукту.

Для ефективного функціонування, принаймні до певної міри, у такій процедурі постачаються продукти, що мають занадто високу для такого використання концентрацію вініламідного полімеру, і, отже, вони повинні бути розбавлені до їх фактичного використання з метою забезпечення прийнятної реакції.

Нарешті, в більшості відомих способів велика кількість непрореагованого гліоксалю залишатиметься у продукті після досягнення бажаної в'язкості, отже з'являється недолік, який полягає в тому, що такий продукт не може використовуватися як агент, якому властива міцність у сухому стані.

Використання гліоксильованого поліакриламіду як сухого агента, якому властива міцність у сухому стані, для зміцнення паперу та картону та реактивних водорозчинних вініламідних співполімерів целюлози, модифікованих гліоксалем або реактивними агентами целюлози для термічного затвердіння, застосовується для зміцнення паперу та картону. В результаті використання гліоксалю як зшиваючого агента, ці продукти, однак, мають проблеми, пов'язані зі стабільністю та зберіганням таких суспензій, які мають строк придатності приблизно в межах від бо З до 6 тижнів через їх знижену стабільність.

Винахід спрямований на створення способу одержання агента, якому властива міцність у сухому стані, за допомогою якого гліоксаль може кількісно вступати в реакцію у реакційній суміші, і таким чином забезпечити створення агента, якому властива міцність у сухому стані, з подовженою стійкістю при зберіганні, що може використовуватися універсально, і, зокрема, одразу після його одержання. Крім того, винахід спрямований на створення способу одержання агента, якому властива міцність у сухому стані, що можна контролювати настільки точно, що кількісне реагування гліоксалю без сумніву може бути встановлено в реакційній суміші.

Для досягнення цієї мети спосіб згідно з цим винаходом, по суті, характеризується тим, що спосіб здійснюється як дискретний спосіб, при якому кількісна реакція етандіалю з надлишковою кількістю поліакриламіду у водному лужному середовищі контролюється та/або регулюється принаймні двома з наступних показників: а) вимірювання каламутності; б) адаптація рН як функції від температури; в) адаптація рН як функції від часу реакції; г) зниження значення рн, або д) споживання електричного струму циркуляційним насосом.

Оскільки спосіб виконується як дискретний спосіб, кількісна реакція етандіалю з надмірною кількістю поліакриламіду у водному лужному середовищі може контролюватися або регулюватися як функціональна залежність від множини факторів у будь-якій партії. Оскільки у той же час під час реакції вимірюються принаймні два з цих показників, стало можливим одержати відтворюваний або точно відтворюваний продукт у будь-якій партії.

Індивідуальні показники, два з яких кожен одночасно використовуються як контрольні або регулюючі величини, є такими: а) вимірювання каламутності

Виявилося, що зміна каламутності є показником ступеня перетворення реакції, причому початкова каламутність реакційної суміші коливається від 5 до 15 НОК. Коли під час реакції каламутність зростає на певне значення, це означає, що досягнуто бажаний ступень перетворення, і будь-якій подальшій реакції можна запобігти шляхом додавання кислоти. Якщо реакція не припиняється додаванням кислоти, рівень каламутності збільшуватиметься.

Зо Вимірювання каламутності переважно здійснюється як вимірювання різниці, так що значення вихідної каламутності не входить у вимірювання, тому завжди одержують однозначний результат. б) адаптація рН за допомогою температури

В основному необхідно зазначити в контексті реакції поліакриламіду з етандіалем, що реакція завжди має місце, коли розчин має лужне значення рН. Час реакції змінюється в залежності від значення рН, що зумовлює потребу у відносно складному контролі або регулюванні установки. Однак неочікувано було встановлено, що час реакції залишається практично незмінним або може бути заздалегідь заданим, і що час реакції від 12 до 18 хвилин становить оптимальний час між занадто довгим часом реакції, за якого продуктивність установки сильно зменшиться, і занадто коротким часом реакції, за якого буде спостерігатися збільшення відкладень на стінці ємності та в системі труб установки.

З цієї причини при контролі швидкості реакції крім РН ще одним ключовим показником є температура. Однак, оскільки на практиці майже неможливо завжди зберігати температуру реакційної суміші постійною, адаптація рН згідно з цим винаходом здійснюється через температуру, тобто вводять коефіцієнт коригування температури, на основі якого значення рн автоматично зменшується або збільшується від заданого значення із розрахунку на градус різниці температур. Встановлене значення може, наприклад, складати 20" с. в) адаптація рН за допомогою часу реакції

Також можна коригувати значення рН за допомогою часу реакції. У цьому випадку адаптація по суті протікає таким чином, що рН регулюється, причому встановлене значення рн коригується у випадку часового відхилення, доки не буде досягнуто кількісного завершення реакції. Крім того, визначається мінімальне значення рнН, до якого встановлене значення рн може бути зменшено у випадку декількох послідовних часових відхилень, і аналогічно визначається максимальне значення рН, до якого встановлене значення рН може бути збільшено у випадку декількох послідовних часових відхилень. Коригування рН згідно з цим винаходом буде здійснюватися тільки після того, як буде досягнуто попередньо визначеного значення більш високих або низьких відхилень, з тим щоб усунути необхідність негайного коригування при кожному відхиленні. Таким чином, якщо бажаний час реакції у партії перевищує або не досягає заданого значення, де також можна визначити незадіяний діапазон, тобто діапазон, який не входить у вимірювання, час реакції з відхиленням зберігається, і якщо таке саме відхилення відбувається в наступній партії, буде здійснено автоматичне коригування. г) зниження значення рн

При реакції гліоксильованого поліакриламіду з етандіалем вимірюється зниження значення рН під час реакції. Отже, реакція може бути контрольована або регульована таким чином, що у випадку, коли спостерігатиметься таке зниження значення рн, реакція буде зупинена, оскільки в такому випадку вона також буде кількісно завершена. д) споживання електричного струму циркуляційним насосом

Нарешті, можна контролювати або регулювати реакцію через споживання електричного струму циркуляційним насосом, який інтегрується в установку, де здійснюється реакція згідно з цим винаходом. У цьому випадку циркуляційним насосом задається неухильно зростаюче споживання електричного струму під час реакції, яке різко коригується при постійному значенні, яке більше не підніметься в кінці кількісної реакції, що означатиме кінець реакції. Таким чином, споживання електричного струму циркуляційним насосом, що вказується і, можливо, також записується, може використовуватися для контролювання способу.

Згідно з винаходом, щонайменше два з цих параметрів вимірюють або визначають для того, щоб отримати надійну вказівку на кінець реакції, тобто на кількісну реакцію етандіалю або гліоксалю з поліакриламідом. Таке управління процесом неочікуваним чином дає можливість одержання з поліакриламіду та гліоксалю аддукту, який має суттєво підвищену стабільність при зберіганні порівняно зі звичайними аддуктами при одночасному зменшенні вмісту води, що може бути пов'язано з відсутністю залишкових кількостей непрореагованого гліоксалю.

Особливо надійне управління процесом та, перш за все, кількісна реакція етандіалю згідно з винаходом буде забезпечена, якщо відповідно до подальшого розвитку винаходу, поліакриламід та етандіаль застосовують у кількісному співвідношенні від 3:1 до 10:1, зокрема від 5:1 до 6:1.

Зокрема, коли зниження значення рН використовується як одне з контрольних або регулюючих значень для визначення кінця реакції, спосіб відповідно до подальшого вдосконалення винаходу виконується таким чином, що реакція поліакриламіду і етандіалю зупиняється додаванням кислоти, знижуючи рівень рН реакційної суміші до значення від 2 до 6,

Зо зокрема від 3,5 до 4,5. При цьому реакція зупиняється додаванням кислоти, і рівень рН системи знижується до значень в межах від 2 до 6, зокрема від 3,5 до 4,5, як тільки спостерігається падіння рН приблизно на 0,3. У якості зазначеної кислоти може бути додана будь-яка кислота, вибрана з сірчаної кислоти, сірчистої кислоти, соляної кислоти, фтористоводневої кислоти, оцтової кислоти, лимонної кислоти, фосфатної кислоти, адипінової кислоти та щавлевої кислоти.

Якщо вимірювання каламутності та/або зниження значення рН використовуються як контрольні або регулюючі величини у контролі способу згідно з цим винаходом, спосіб згідно з винаходом виконується таким чином, щоб додавання кислоти здійснювалось після початку зниження рівня рН реакційної суміші на величину, яка складає щонайменше від 0,1 до приблизно 1, зокрема 0,3, і/або після збільшення каламутності реакційної суміші на 4-10 НОК, зокрема 6 НОК. Приміром, у випадку, коли враховуються обидва показники, тобто зниження значення рН і збільшення каламутності, можна точно визначити кінець реакції та зупинити реакцію шляхом додавання кислоти відразу після досягнення кількісної реакції поліакриламіду з етандіалем.

Згідно з подальшим розвитком винаходу, коли адаптація значення рн здійснюється за допомогою температури, вона протікає таким чином, що, базуючись на температурі 257 реакційної суміші, значення рН знижується при зростаючій температурі реакційної суміші і збільшується при зниженій температурі відповідно до формули: початкове значення рН - лужне значення рН ж- ((початкова температура - 20 С).Е), де лужне значення рН являє собою попередньо задану величину, початкове значення рн є результатом реакції і становить вихідне значення для наступної реакції, початкова температура представляє температуру на початку реакції, а Е - множник від 0,03 до 0,08. Оскільки температура реакції з плином часу не може залишатися постійною на 10095, такий режим роботи запобігає негайному ініціюванню регулювання способу при кожному невеликому відхиленні температури, однак таке управління способом, швидше за все, дасть змогу регулювати встановлене значення рН реакційної суміші з дуже малими відхиленнями, шляхом вибору коефіцієнта коригування температури, як описано вище.

Відповідно до бажаного подальшого розвитку такого управління способом, він протікає таким чином, що збільшення або зменшення значення рН виконується за допомогою множника 60 Е, що відповідає коефіцієнту коригування температури, який складає від 0,03 до 0,08, зокрема

0,05. У цьому відношенні він може бути, наприклад, здійснений таким чином, що, виходячи із попередньо заданої температури, наприклад, 20 "С, значення рН буде відповідно автоматично збільшуватися або зменшуватися на регульоване попередньо задане значення, що в подальшому залишається незмінним, при цьому враховується градус різниці температур, а коефіцієнт коригування вибирається з діапазону від 0,03 до 0,08, зокрема, 0,05. Згідно з винаходом, врешті-решт, також можна попередньо вибирати різні коефіцієнти коригування температури як функцію температур відповідної реакції, наприклад, коефіцієнт коригування "ХОЛОДНИЙ", який вільно регулюється, оскільки температура реакції, що складає 10 "С при коефіцієнті "ХОЛОДНИЙ" потребуватиме більш значного збільшення значення рН для того, щоб зберегти час реакції постійним, коефіцієнт коригування температури "ТЕПЛИЙ", який також вільно регулюється, наприклад, для того, щоб зберігати рівень рН максимально низьким при високих температурах реакції таких як 30"С, і, нарешті, коефіцієнт коригування "НОРМАЛЬНИЙ", який є коефіцієнтом, що обирається, як правило, при попередньо заданій температурі реакції. Таке попереднє регулювання в більшості випадків відбувається в залежності від пори року або кліматичної зони, в якій знаходиться установка, оскільки на температуру в цеху, як правило, сильно впливає відповідно переважаюча зовнішня температура. Для того, щоб забезпечити максимально можливе використання реакційної установки, спосіб згідно з винаходом в подальшому вдосконалюється таким чином, щоб реакція поліакриламіду з етандіалем здійснювалась протягом попередньо заданого постійного часу, що становить від 6 до 20 хвилин, зокрема від 12 до 18 хвилин. Попередньо визначений постійний час, що становить від максимуму в 20 хвилин до мінімуму в 6 хвилин, а бажано від 12 до 18 хвилин, дозволить досягти повної реакції поліакриламіду та гліоксалю при звичайно переважаючих температурах. Різниці часу в цьому випадку залежать від того, чи проводиться реакція при вищих або нижчих зовнішніх температурах, що також впливають на температуру в виробничому цеху, та/або при вищих або нижчих температурах води.

Якщо, зокрема, контроль реакції здійснюється за допомогою адаптації рН як функції часу реакції, спосіб згідно з винаходом далі розвивається таким чином, що при фіксованому постійному часі реакції здійснюється адаптація рН на величину від 0,1 до 1,0, зокрема від 0,2 до 0,4, після принаймні одноразового виявлення відхилення у часі, що становить від 1 до 10

Зо хвилин, зокрема від 2 до 4 хвилин, від фіксованого часу реакції. При такому режимі роботи можна уникнути того, що адаптація рН відбудеться до завершення реакції незалежно від того, наскільки низьким є відхилення часу реакції від фіксованого часу реакції, але буде забезпечено, що фактичне відхилення від фіксованого часу буде вимірюватися до здійснення адаптації значення рнН, що дозволить посунути час реакції назад до фіксованого часу реакції.

Особливо вдалий варіант контролю способу одержання агента, якому властива міцність у сухому стані, шляхом реакції поліакриламіду з гліоксалем досягається тим, що, відповідно до подальшого розвитку винаходу зниження значення рН реакційної суміші здійснюється за допомогою кислоти при досягненні постійного значення споживання електричного струму циркуляційним насосом, що коливається від 0,1 А до 1 А, зокрема від 0,2 А до 0,6 А. Таке управління способом дозволяє, без сумніву, визначати момент, коли споживання електричного струму циркуляційним насосом досягає постійної величини і відразу після цього моменту для припинення реакції додають кислоту. Отже, такий контроль способу дозволяє провести кількісну реакцію.

Особливо надійні результати контролю способу одержання агента, якому властива міцність у сухому стані, який отримують шляхом реакції поліакриламіду з гліоксалем згідно з цим винаходом, будуть досягнуті, якщо спосіб здійснюється таким чином, що контроль та/або регулювання способу виконується шляхом спостереження за комбінацією факторів а) і б); а), б) і вазі); а),б), в)іг); а), ід); б)іг); б) і д); 0), в) і у); або б), г) і д).

Далі винахід буде пояснено більш детально за допомогою зразків втілення та схематичної діаграми керування процесом, показаної на кресленнях.

При цьому: на Фіг. 1 зображена конструкція пристрою для здійснення способу одержання агента, якому властива міцність у сухому стані, згідно з цим винаходом; і на Фіг. 2 показано споживання електричного струму циркуляційним насосом, значення рН і зміни каламутності протягом реакції.

Фіг. 1 схематично зображує послідовність здійснення способу одержання агента, якому властива міцність у сухому стані, що включає гліоксильований поліакриламід, в якому водний розчин поліакриламіду реагує з етандіалем (гліоксалем) у реакторі періодичної дії. При цьому гліоксаль з резервуара-накопичувача 1 подають через дозувальний насос 2 і низку клапанів у бо реактор 3. У той же час поліакриламід подають у реактор З з щонайменше одного резервуарного контейнера 4, ще краще двох незалежно контрольованих резервуарних контейнерів 4, через дозувальний насос 5, а також низку контролюючих або регулюючих клапанів, не описаних детально. Крім гліоксалю та поліакриламіду, з резервуара для прісної води 6 подають живильну воду у реактор З через лінію 7 і відкриті клапани 8, 9, зокрема перед реагентом або одночасно з ним. Подача води, гліоксалю та поліакриламіду відбувається як у вказаному порядку, так і одночасно, причому дозувальні насоси 2 і 5 активуються одночасно і запрограмовані для розподілу потрібного молярного відношення гліоксалю та поліакриламіду.

Одночасно з активацією дозувальних насосів 2 і 5, включається мішалка 10, що входить в реактор 3, а також схематично зображений циркуляційний насос 11, що також принаймні частково сприяє змішуванню реагентів. Після того, як потрібні кількості розчину гліоксалю та поліакриламіду були змішані з водою, подавальні насоси 2 і 5 вимикаються, клапани 8 і9 закриваються, а подача реагентів припиняється. В той час як додавання реагентів припиняється, одночасно починається домішування лугу, наприклад, натрієвого лугу, з лужного резервуара 13 через лужний насос 12, яке триває доки не буде досягнуто бажаний рівень рн реакції, наприклад, рН 9. Для того, щоб мати змогу точно регулювати концентрацію лугу, і, зокрема, значення рН, відкриваються клапани 14 і 15, крім активації подавального насосу 12 для лугу, причому згадані клапани контролюють або регулюють подачу води, наприклад, або прісної води з резервуару для прісної води 6, або частково також промивної води з резервуару для промивної води 16, до концентрованого лугу таким чином, що є можливим відмірювання в реактор З лугу, розбавленого до такої міри, що уможливлює забезпечення точного регулювання необхідного значення рН. Коли починають проводити відмірювання лугу, і, зокрема, коли досягається лужне значення рН, наприклад, 9, починається реакція реагентів у реакторі З і здійснюється постійний запис наступних показників: температура реакційної суміші, каламутність реакційної суміші, рівень рН і споживання електричного струму циркуляційним насосом 11. При досягненні принаймні одного з вказаних параметрів, тобто при досягненні заздалегідь заданого значення каламутності, при досягненні постійного споживання електричного струму циркуляційним насосом або при досягненні заздалегідь визначеного зниження значення рН реакцію зупиняють, вмикаючи кислотний насос 17, і, тим самим здійснюючи додавання кислоти, наприклад сірчаної кислоти, з кислотного резервуару 18 у

Зо реактор 3. Щоб відрегулювати відповідну концентрацію кислоти, відмірювання якої потрібно здійснити, прісна вода з резервуару для прісної води 6 знову подається у лінію подачі кислоти 19 в реактор З шляхом відкриття клапану 20. У момент відмірювання кислоти клапани 8 і 9, призначені для вивантаження прісної води в реактор для регулювання початкової концентрації реагентів і клапани 14, 15, призначені для регулювання концентрації лугу, закриті. Відповідні клапани, які відокремлюють відповідні індивідуальні резервуари для зберігання від їхніх дозувальних насосів та ліній, також закриті, внаслідок чого для простоти клапани контролювання або регулювання, показані на Фіг.1, не описані тут докладно, їхнє функціонування є самоочевидним. При досягненні значення рН приблизно від З до 4 кислотний насос 17 знову вимикається, а циркуляційний насос 11 залишається активним, і у ньому додатково відкриваються клапан 21 та за необхідністю клапан 22 для вивантаження продукту в резервуар для зберігання 23 і також для негайного вивантаження у контейнер 24 можливо наявних відходів. З резервуару для зберігання 23 продукт пізніше подається безпосередньо до папероробної машини.

Коли на початку процесу всі реагенти і необхідна кількість прісної води, а також необхідна кількість лугу для початкової реакції завантажені в реактор 3, і значення рН відрегульоване до потрібного для реакції значення, в реакторі З починається реакція реагентів. Перемішувальний прилад 10 активується так само, як циркуляційний насос 11. Для контролю реакції принаймні одна обхідна лінія активується шляхом відкриття відповідних клапанів для вимірювання принаймні одного з наступних значень: рівень рН реакційної суміші, споживання електричного струму циркуляційним насосом, вимірювання каламутності.

Для вимірювання каламутності відкривається клапан 26, що встановлюється в обхідній лінії 25, таким чином змушуючи циркуляційний насос 11 постійно здійснювати циркуляцію реакційної суміші за допомогою, принаймні, цієї лінії. Крім того, згадана лінія містить вимірювач каламутності 27, який безперервно вимірює каламутність реакційної суміші. Клапани 28 та 29 забезпечують промивання вимірювача каламутності прісною водою після завершення реакції для безпечного та повного видалення будь-яких відкладень на ньому до наступного вимірювання.

Одночасно з вимірюванням каламутності або окремо від нього друга обхідна лінія 32, що включає принаймні два рН-метри 33 та 34, може бути активована шляхом відкриття клапанів 30 бо і 31. Стосовно лінії вимірювання рН слід зазначити, що остання може бути активована одночасно зі схемою вимірювання каламутності або окремо від неї. Для очищення рН-метри на довершення забезпечені окремою лінією очищення, відповідно до якої здійснюється подача повітря 35 в окремі датчики, та схемою промивання 36 для окремих вимірювальних рН-метрів, а також стоком 37. Вказана промивна лінія 36 працює наступним чином: після завершення реакції клапани 30 ї 31 закриваються, а рН-метри при цьому відділяються від решти системи. При очищенні рН-метрів 33, 34 відкривається клапан 38, з'єднаний зі стоком 37, і рідина зливається з заблокованої частини циркуляційної лінії для вимірювання значення рН. Кожен рН-метр включає відповідний промивний клапан для прямої подачі промивної води зі схеми 36 до відповідного рН-метра 33, 34. Промивну воду під тиском розпилюють на датчики 33 і 34 для видалення відкладень, спричинених реакцією, на рН-метрах. Для ефективного очищення запускається цикл, в якому спочатку на рН-метр розпилюють промивну воду, потім клапан, з'єднаний з подачею повітря 35 і який є частиною даного рН-метра, відкривається, щоб витіснити воду з лінії, а після цього другий рН-метр обробляють так само, як і перший. Такий цикл запускається кілька разів, після чого всі клапани закриваються, а повітря витісняється з лінії за допомогою промивної води, і принаймні один з клапанів 30, 31 знову відкривається для вирівнювання тиску всередині лінії.

Послідовність таких промивань сприяє тому, щоб жоден з рН-метрів не містив відкладень, вже сформованих у реакції гліоксалю з поліакриламідом, і отже для наступної реакції реагентів буде доступний вільний від відкладень рН-метр, що таким чином дозволить здійснювати точне вимірювання значення рн.

Після вивантаження продукту реакції з реактора З і до початку нового циклу відкладення, утворені під час реакції води, гліоксалю та поліакриламіду на установці в трубах, а також на рн- метрах, наскільки це можливо, видаляються, як було описано, для уникнення помилок у вимірах та збереження точності вимірювання установки. Відкладення в резервуарах і в трубах не становлять ніяких проблем для такої реакції, тоді як відкладення на рН-метрах призведуть до зменшення швидкості вимірювання рН-метрів, а отже, точності вимірювань та, зокрема, швидкості реагування установки. Знижена швидкість реагування установки більше не дасть змоги своєчасно і точно зупиняти реакцію, що може призвести до збільшення часу реакції, а отже, до виробничих втрат та погіршення якості продуктів, тому здійснюється вищеописаний

Зо цикл очищення для рН-метрів.

Фіг. 2 є діаграмою, що фіксує кілька коефіцієнтів, виміряних під час реакції гліоксалю та поліакриламіду у водному розчині.

У діаграмі час представлений в хвилинах (хв). На Фіг. 2 крива А показує зміну каламутності в ході реакції, крива В показує значення рн, виміряне під час реакції гліоксалю з поліакриламідом у водному розчині, а крива С відображає споживання електричного струму циркуляційним насосом впродовж реакції. Абсолютно очевидно, що крива А містить практично постійне значення каламутності, що в середньому становить 3,5 НОК до часу приблизно в 40 хвилин, причому вказане значення каламутності різко піднімається до приблизно 10,9 НОК впродовж періоду від 40 хвилин до приблизно 59 хвилин, а потім вертикально опускається. Через 59 хв реакцію зупиняють додаванням кислоти, як можна зрозуміти з аналогічно зафіксованої кривої В.

Крива В показує, що з моменту часу у 37 хвилин до моменту часу у 40 хвилин до гліоксалю та поліакриламіду додавали луг, що цілком очевидно зі зростання рівня рН. Вказаний рН повільно зменшується в період від 40 до 59 хвилин з початкового рН, що становить приблизно 9,6, до значення у приблизно 9,3, перш ніж він значно падає, що вказує на початок додавання кислоти до реакційної суміші, з чого можна зробити висновок, що час реакції в Прикладі, показаному на

Фіг. 2, становить приблизно 19 хвилин.

Аналогічним чином, з графіка С можна зробити висновок, що споживання електричного струму циркуляційним насосом спочатку залишається практично постійним при початковому значенні приблизно 9,8 А, перш ніж воно повільно починає зростати практично лінійно приблизно через 5 хвилин після закінчення додавання лугу, і що енергоспоживання циркуляційного насоса знову досягає постійної величини з енергоспоживанням близько 10,3 А.

У якості циркуляційного насосу може бути використаний, наприклад, насос ЕВ Нудіа І КУ 65/65/7, 5,2, виробник - Сипаг5 Ритреп Мегігіер5 СезеїЇзспай трН. Вказане значення було досягнуто, коли було розпочато додавання кислоти, тобто реакцію було зупинено додаванням кислоти, щоб запобігти подальшій реакції гліоксалю та поліакриламіду. З цього моменту значення споживання електричного струму циркуляційним насосом знову залишається постійним. Вихідна потужність у цьому випадку коливається у межах від 0,1 А до 1 А, зокрема відб 2Адоб0,6 А.

Як видно з цих трьох кривих А, В і С, усі три криві повинні прийматися до уваги при контролі 60 або регулюванні реакції для того, щоб давати змогу робити висновок про повну реакцію,

зокрема, у випадках, коли є попередньо встановлені граничні значення, такі як, наприклад, наступні: на скільки НОК дозволено підніматися каламутності до завершення реакції; на скільки амперів дозволено підніматися споживанню електричного струму циркуляційним насосом до завершення реакції, і на скільки одиниць дозволено знижуватися значенню рН під час реакції гліоксалю та поліакриламіду.

Спосіб згідно з винаходом буде більш детально пояснено практичними прикладами.

Загальний спосіб контролю

Попередньо розрахований об'єм води подається в резервуар для змішування. Одночасно або після надання загального об'єму води, етандіаль та поліакриламід подають у резервуар та змішують за допомогою пристрою для перемішування та циркуляційного насоса. В результаті додавання лугу розпочинається реакція при рН вище 8, після чого реакція, а також її завершення контролюють, базуючись принаймні на двох наступних вимірах: а) вимірювання каламутності; б) адаптація рН як функції від температури; в) адаптація рН як функції від часу реакції; г) зниження значення рн; д) споживання електричного струму циркуляційним насосом, і е) відхилення каламутності від лінії тренду.

Приклад 1

Вимірювання каламутності та корекція рН як функція часу реакції

В описаній вище реакції каламутність під час реакції підвищується на 6 НОК. Значення вимірювання часу реакції, що складає 18 хв, вказує на те, що останнє відхиляється на З хв від попередньо заданого значення 15 хв. Тому з метою корекції часу реакції до встановленого часу реакції для наступної партії, роблять корекцію значення рН на 0,2 рН по відношенню до початкового значення рнН, що становить 8,5.

Приклад 2

Вимірювання каламутності та вимірювання споживання електричного струму циркуляційним насосом

Під час реакції, яка була запланована на 15 хв, каламутність зростає на 6 НОК, в той же час

Зо споживання електричного струму циркуляційним насосом збільшується з 0,2 А до 0,6 А, після чого реакція негайно зупиняється кислотою, оскільки для обох значень зміни, визначені до початку реакції, досягаються в рамках попередньо визначеного часу, таким чином, отримують бажаний ступінь перетворення.

Приклад З

Контроль через зниження значення рН і збільшення каламутності

Під час реакції гліоксалю та поліакриламіду значення рН зменшується на 0,3 одиниці. Після того, як було зафіксовано збільшення каламутності на 5 НОК, реакцію зупиняють кислотою.

Аналогічно є можливим контроль через зниження значення рН і споживання електричного струму циркуляційним насосом. Після того, як було зафіксовано зниження значення рН на 0,3 одиниці, здійснюється перевірка споживання електричного струму насосом, і з'ясовується, що воно виросло до 0,6 А з початкового значення в 0,2 А. У цьому випадку реакція також негайно зупиняється додаванням кислоти, оскільки для обох значень зміни, визначені до початку реакції, досягаються в рамках попередньо визначеного часу.

Приклад 4

Контроль через зниження значення рН при визначеному часі реакції

Попередньо встановлений час реакції гліоксалю та поліакриламіду становить 15 хв.

Зниження значення рН вимірюється, і з'ясовується, що значення рН вже знизилося на 0,3 одиниці через 13 хвилин, що означає завершення реакції. Реакція зупиняється додаванням кислоти. Цей підхід повторюється ще раз з таким же результатом, після чого корекція значення рН здійснюється шляхом зниження останнього на 0,2 одиниці під час наступного підходу, тим самим збільшуючи час реакції завдяки нижчій лужності реакції.

Приклад 5

Корекція значення рН при визначеній температурі

Початкова температура реакції становить 25 "С. Значення рН для початку реакції адаптується до фактичних умов відповідно до наступної формули: лужне значення рН при 20 С ж- (початкова температура реакція - 207 С хх 0,053 - значення рН. У даному випадку лужне значення рН при 20 "С становить 9, так що при застосуванні цієї формули отримується значення рН, що складає 9,25, причому вказане значення рН призводить до зменшення рн на 0,3 одиниці в ході реакції, так що реакцію можна зупинити шляхом додавання кислоти при рн бо 8,95, і така реакція буде вважатися завершеною.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

   1. Спосіб одержання гліоксильованого поліакриламіду, агента, якому властива міцність у сухому стані у якому до водного розчину поліакриламіду при перемішуванні за допомогою циркуляційного насоса додають етандіаль (гліоксаль), причому реакцію запускають шляхом додавання лугу зі значенням рН більше 8, їй дають можливість прореагувати при перемішуванні за допомогою циркуляційного насоса, після чого реакцію зупиняють додаванням кислоти при перемішуванні за допомогою циркуляційного насоса після закінчення попередньо заданого часу реакції, що складає від 2 до 30 хвилин, який відрізняється тим, що спосіб виконують як дискретний спосіб, при якому кількісну реакцію етандіалю з надлишковою кількістю поліакриламіду у водному лужному середовищі контролюють та регулюють за допомогою принаймні двох з наступних показників: г) зниження значення рН та одного з показників, вибраних з: а) каламутності, причому, коли каламутність під час реакції зростає на визначену величину, подальшу взаємодію припиняють додаванням кислоти; б) адаптації рН як функції від температури, причому значення рН регулюють встановленням температури реакції; в) адаптації рН як функції від часу реакції, причому значення рН регулюють встановленням часу реакції, і д) споживання електричного струму циркуляційним насосом.

   2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що поліакриламід та етандіаль застосовують у співвідношенні від 3:1 до 10:1.

   З. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що поліакриламід та етандіаль застосовують у співвідношенні від 5:1 до 6:1.

   4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що реакцію поліакриламіду та етандіалю зупиняють кислотою шляхом зниження значення рН реакційної суміші до значення від2 до 6.

   5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що реакцію поліакриламіду та етандіалю зупиняють кислотою шляхом зниження значення рН реакційної суміші до значення від 3,5 до 4,5.

   б. Спосіб за п. 4 або 5, який відрізняється тим, що додавання кислоти здійснюють після початку зниження значення рН реакційної суміші на величину, яка складає щонайменше від 0,1 до 1, та/або після збільшення каламутності реакційної суміші на 4-10 НОК.

   7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що додавання кислоти здійснюють після початку зниження значення рН реакційної суміші на величину, яка складає принаймні 0,3.

   8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що, базуючись на температурі 25 "С реакційної суміші, значення рН знижують при зростаючій температурі реакційної суміші і збільшують із зниженням температури відповідно до формули: початкове значення рН-лужне значення рНя((початкова температура - 20 "С3) Р), де лужне значення рН являє собою попередньо задану величину, початкове значення рн є результатом реакції і становить вихідне значення для наступної реакції, початкова температура представляє температуру на початку реакції, а Е - множник від 0,03 до 0,08.

   9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що збільшення або зменшення значення рн виконують за допомогою коефіцієнта коригування температури, що відповідає множнику Е, який складає від 0,03 до 0,08.

   10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що збільшення або зменшення значення рн виконують за допомогою коефіцієнта коригування температури, що відповідає множнику Е, який складає 0,05.

   11. Спосіб за будь-яким з пп. 8-10, який відрізняється тим, що реакцію поліакриламіду з етандіалем здійснюють протягом попередньо заданого постійного часу, що становить від 6 до 20 хвилин.

   12. Спосіб за будь-яким з пп. 8-11, який відрізняється тим, що при фіксованому постійному часі реакції здійснюють адаптацію рН на величину від 0,1 до 1,0, після принаймні одноразового виявлення відхилення у часі, що становить від 1 до 10 хвилин, від фіксованого часу реакції.

   13. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що зниження значення рН реакційної суміші здійснюють за допомогою кислоти при досягненні постійного споживання електричного струму циркуляційним насосом в діапазоні від 0,1 до 1 А в порівнянні з початковим значенням.

   14. Спосіб за будь-яким з пп. 1-13, який відрізняється тим, що контроль та регулювання способу виконують шляхом спостереження за комбінацією показників а) і г); а), 6), в) і у; а), г) і 60 д);б)іг); б), в) і г) або б), г) і д).

   4 , 2 т-ра со о 4 ва (лу ПВ ти я 5 з й о д-- - - «І тра 14 1! у | 35 о рА-ра Г2- ! 18 ак рах лі зв | енанстї 32 НО я 35 т- Кі 4 тіні 18 т нс ш щ по--кіу А рої ІЗ ІК | в'|ф и ра я я и 718 : с щі 18 її -ф(; 23 З 21 ! " вея ро. По рах шко;

   Фіг. 1 ян ЩА НОК і 1994 1094 18- і с і вв --0 1 | ше

   884. зи та Еш еН Я 1414 шк і ще

   АН . А в4- ЗВ Часіхв. А 284 34 тт ті й 0 7 14 у 28 35 42 49 55 53 ЦІ нг.