Разработка оптимальных составов композиционных полимер-полимерных сорбентов, и технология их получения

На основании результатов проведённых комплексных исследований в лабораторных условиях разработаны рецептуры композиционных полимерных сорбентов на основе полианилина полученного из сульфата анилина - отхода коже перерабатывающего предприятия и поликислот с добавлением ингредиентов минерального происхождения и изготовлена технологическая линия для выпуска опытно-производственных партий, разработанных композиционных полимерных сорбентов. Состав и количество компонентов разработанного композиционного полимерного сорбента приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Состав и количество компонентов композиционного полимерного сорбента

В заводских условиях ОАО «Навоиазот» были получены разработанные композиционные полимерные сорбенты по технологической схеме, приведенной на рис.1.

 1- напорный бак для приготовления раствора сульфата анилина

 2- напорный бак для приготовления растворов поликислот

 3- напорный бак для приготовления раствора персульфата аммония

 4 -реактор для получения полимер-полимерного комплекса

 5 - приёмник промыватель полимер-полимер­ного комплекса

 6 – сушилка

 7 - смеситель для получения композиционного сорбента

 8 – емкость для готовой продукции

Рисунок 1. Принципиальная схема промышленного получения композиционного полимер-полимерного сорбента на основе полианилина

Технология получения композиционного полимерного сорбента состоит из следующих стадий и режимов: в напорном баке (1) приготавливается 66% ный водный раствор сульфата анилина. В напорном баке (2) приготавливается 66% ный водные растворы поликислот. В качестве катализатора используется водный раствор персульфата аммония, который готовится в напорном баке (3). Затем в реактор (4) подается самотеком растворы сульфата анилина и поликислоты в количестве 146 и 48 литр соответственно. При вращающейся мешалке подаётся расчётное количество катализатора – персульфат аммония порциями в течение 45 минут.

Температура в реакторе поддерживается в пределах 5-7⁰С. С целью достижения полноты завершения реакции образования полианилина из сульфата анилина и взаимодействия его с поликислотами перемешивание содержимого в реакторе (4) продолжается ещё в течение 60 минут. После завершения реакции образования полимер-полимерного комплекса продукт поступает в приёмник промыватель (5), где полимер-полимерный комплекс промывается 8%-ным раствором NH₄ОН и обессоленной водой до рН = 6,5-8,5. Затем полимер-полимерный комплекс поступает в сушилку (6), где она сушится горячими воздухом до остаточной влажности 1-2% и подаётся вZ – образный смеситель (7) для смешивания с бентонитом. Процесс перемешивания проводится в течение 30-40 минут до образования однородной массы. После чего однородная масса - композиционный полимерный сорбент поступает в ёмкость для готовой продукции(8).

На приготовление 80 кг композиционного полимерного сорбента затрачивается 1,5-2 часа рабочего времени. В помещении готового продукта композиционномуполимерному сорбенту с помощью специальной пресс-установки придают таблеточную форму, для удобства размещения сорбентов в адсорбер. Изготовленные таблетки композиционного сорбента затариваются в полиэтиленовые мешки и отправляются в склад готовой продукции.

Данная технологическая линия установлена на ОАО «Навоиазот» и в настоящее время функционирует в полную мощность. По разработанным рецептурам с соблюдением оптимальных технологических режимов на этой линии выпущены 5 опытно-производственных партий разработанных сорбентов в количестве 400 кг т.е. по 80 кг каждая партия. Проведены их испытание в производственных условиях путём очистки отходящих газов цеха производства азотной кислоты от NO,NO₂,SO₂и от HCl, HF Навоийского Электрохимического завода. Проведённые испытания разработанных композиционных сорбентов показали их высокую эффективность по сравнению с используемыми в настоящее время на этих предприятия сорбентами, такими как Na₂СО₃, Ca(OH)₂в 2-3 раза. Следует отметить, что композиционные полимерные сорбенты легко регенерируются промыванием водой. После такой промывки и сушки емкость композиционного полимерного сорбента полностью восстанавливается. Таким образом, возможность многократного использования сорбентов открывает перспективу их практического использования.

Применение композиционного полимер-полимерного сорбента для очистки нитрозных газов улучшает качество их очистки, т.е. улавливает, накапливает их полностью.

 В этих условиях вода является жестким осадителем полианилина, то есть с увеличением количества воды в системе, макромолекулы полианилина вынуждены либо связаться в более прочный комплекс с гидрофильной полиакриловой кислотой, либо выпасть в осадок. Осадок не появляется, значит полимер-полимерные композиции упрочняются. Это еще раз доказывает прочность образования полимер-полимерных композиций полианилина с полиакриловой кислотой.