Спосіб утилізації водяної фази процесу суспензійної полімеризації стиролу

Спосіб утилізації водяної фази процесу суспензійної полімеризації стиролу шляхом взаємної коагуляції, який відрізняється тим, що для відділення органічної фази використовують взаємну коагуляцію (гетерокоагуляцію) глинистими суспензіями з наступною фільтрацією, поверненням води до технологічного циклу і використанням осаду, що утворюється, у будівництві (виготовленні будівельних сумішей і виробів) Винахід відноситься до очищення стічних вод і може знайти застосування в процесах рекуперації водяних суспензій полімерів у ХІМІЧНІЙ промисловості ВІДОМІ способи очищення промислових стічних вод методом коагуляції, при цьому може бути використана коагуляція електролітами, гетерокоагуляція, взаємна коагуляція колоїдів, коагуляція під дією фізико-хімічних факторів (перемішування, нагрівання, заморожування та ш) При виборі способу основною вимогою є відсутність вторинного забруднення води добавками, що коагулюють У цьому відношенні найбільш прийнятними і розповсюдженими є коагуляція під впливом фізикомеханічних факторів і гетерокоагуляція Вплив фізико-механічних факторів засновано на ЗМІНІ заряду чи властивостей поверхні часток, властивостей стабілізаторів системи або на вилучення цих стабілізаторів із системи в результаті фізичних чи ХІМІЧНИХ впливів Для цього зазвичай використовують окислювання, додавання ХІМІЧНИХ речовин, які взаємодіють із частками або із стабілізаторами системи , вплив электиричного або магнітного полів [1 Когановский А М і ш Очищення і використання стічних вод у промисловому водопостачанні -М ХІМІЯ, 1983 с 14-17] рюються малорозчинні основи Застосування коагулянтів у водоочищенні вимагає насамперед забезпечення таких умов для протікання процесу , при яких розчинність продуктів гідролізу була б мінімальною Це регулюється, головним чином, значенням рН системи Наявний у водяній фазі процесу суспензійної полімеризації стиролу (маточнику) ПОЛІВІНІЛОВИЙ спирт (ПВС) має неюногенну природу і як полюксисполука є флокулянтом, але як будь-який подібний флокулянт, що знаходиться у надлишку стосовно поверхні суспендированної фази, навпаки - диспергує м, а не осаджує Зруйнувати суспензію обробкою флокулянтами не вдається, але тільки шляхом зв'язування ПВС ХІМІЧНО, обробкою суспензії сульфатом натрію (16%), сульфатом амонію(40%) чи сульфатом магнію (20%) у лужному середовищі за рахунок виділення і коагуляції гідроксиду магнію [2 Л В Милованов Очищення стічних вод підприємств, изд «Металургія», М, 1971 р , с 100-101 - прототип] Недоліками зазначених способів є їхня висока енергоємність і вартість Відомий спосіб очистки стічних вод коагуляцією, що включає введення коагулянтів (гетерокоагуляція) У більшості випадків коагулянти являють собою солі слабких основ і сильних кислот При розчиненні їх у воді відбувається гідроліз і утво Однак подібне очищення маточника від полістиролу має наступні недоліки, а) вода забруднюється солями і змінюється рН середовища, що не дозволяє повернути воду до процесу, в) вміст ПВС у розчині, як правило залишається вище припустимого (0,01%), що не дозволяє використовувати очищену від полістиролу воду для промивання полістирольного бісеру В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу очищення водяної фази процесу суспензійної полімеризації стиролу шляхом відділення демшералізованої води для повторного ви ю 51422 фільтр-пресі Відфільтрована вода зберігає високористання в технологічному процесі полімеризакий ступінь вихідної демінералізацм і може поверції стиролу і промивання полістирольного бісеру татися до циклу для проведення нових реакцій, Поставлена задача досягається тим, що в промивання готового бісеру чи для будь-яких інспособі утилізації водяної фази процесу суспенших цілей, де потрібна демшералізована вода На зійної полімеризації стиролу шляхом взаємної коа1 тонну готового полістиролу повертається у вигуляції, ВІДПОВІДНО до винаходу, для відділення робництво до 3 тонн демшералізованої води Поорганічної фази використовують взаємну коагулялістирол, що перетворився у осад разом із глиною, цію (гетерокоагу-чяцію) глинистими суспензіями з складає до 30% від маси останньої, полегшує бунаступною фільтрацією, поверненням води в техдівельні суміші і матеріали, що виготовлені на його нологічний цикл і використанням осаду, що утвооснові Можливий варіант скидання маточника на рюється, у будівництві (виготовлення будівельних очисні споруди в остаточному підсумку теж привесумішей і виробів) де до осадження полістиролу разом із природними Використання в ролі коагулянту глинистої сумулистими і глинистими суспензіями, однак поліспензії, а в ролі флокулянта водяної фази процесу стирол не переробляється бактеріями, засмічує суспензійної полімеризації стиролу дозволяє утиВІДСТІЙНИКИ і вимагає подальшого поховання на лізувати відходи виробництва з одержанням демісмітниках чи полігонах Використання відділеного нералізованої води і щільного осаду, що викорисвід маточника полістиролу у виробництві будіветовується далі в будівельному виробництві льних матеріалів не має альтернативи Пропонований спосіб здійснюють таким чином Водяну фазу процесу суспензійної полімериВідоме використання спіненого полістиролу у зації стиролу (маточник), що відпрацьована і утвовиготовленні легкого бетону (стиробетона) і поририлася як ВІДХІД виробництва полістирольних пластої глиняної цегли [3 Світ полімерних матеріалів , стиків блочно-суспензійнім чи суспензійним науково-технічний альманах, Изд будинок "Аиф методом з використанням ПОЛІВІНІЛОВОГО спирту Бізнес", М, с 68] (ПВС) чи його ацетильованих похідних із вмістом Слід зазначити, що мінеральний адсорбент ацетатних груп 12 - 14% (сольвар), як стабілізатор перліт- уже не може бути успішно використаний суспензії Після завершення процесу полімеризації для осадження полістиролу з маточника Таким стиролу суспензія у вигляді бісеру продукційного чином, важливим елементом процесу очищення є розміру (0,5 - 3,0мм) відокремлюється від водяної використання природної глини фази (маточника) фільтрацією або центрифугуВідоме використання маточника цілком для ванням, а дрібні частки полістиролу у вигляді дуже затворення будівельних сумішей на основі цеменстійкої суспензії, що не руйнується в часі, вивоту [4 Патент Роси № 2089524, дяться з процесу Наявний у маточнику ПВС має Склад для затворення будівельних сумішей на неюногенну природу і як полюкси- сполука є флооснові цементу] Однак при такому використанні кулянтом, але як будь-який подібний флокулянт, маточника втрачається величезна КІЛЬКІСТЬ деміщо знаходиться у надлишку стосовно поверхні нералізованої води суспендированої фази, навпаки - диспергує її, а не Приклади здійснення пропонованого способу осаджує Приклад 1 Осадження суспензії полістиролу бентонітовою глиною Водяна фаза процесу суспензійної полімеризації стиролу (маточник) включає, г/л До 1 літру маточника при перемішуванні і кімемульсійний полістирол 2 00 -10 00 натній температурі додасться порціями суспензія 10г бентонітової глини в ЮОмл деюнізованої спочи спирт ПОЛІВІНІЛОВИЙ спирт чатку і регенерованої води в наступних операціях із вмістом 12 -14% ацетатосадження до появи осаду й освітлення розчину них груп 0 37 - 2 60 Процес флокуляції відбувається швидко і через 20 щільний залишок - суспенхвилин обсяг осаду складає 1/10 частину від обсязійний полістирол фракції до гу реакційної маси Фільтрація без вакууму дає 0 5мм 2 80-11 5 пластичну масу із вмістом сухого залишку 10 вода решта 12% Висушування осаду при кімнатній темпера«Щільний залишок» являє собою дрібну фрактурі приводить до утворення щільної твердої і міццію полістиролу у вигляді бісеру з розміром часток ної маси, що у воді не розпадається тижнями, а менше 0,5мм і його КІЛЬКІСТЬ коливається в залежпри механічному розтиранні у воді не відновлює ності від ЩІЛЬНОСТІ і якості фільтрувальної тканини, глинисті властивості Висушування при температобто залежить від якості фільтрації турі 90 - 100°С приводить до утворення твердої Для осадження суспензії полістиролу, стабіліпористої маси, що стосовно води поводиться аназованої ПВС зі збереженням якості вихідної води, логічно висушеному при кімнатній температурі здійснюють взаємну коагуляцію суспензії полістиосаду У невіджатому стані цей осад пластичний, ролу з глинистими суспензіями, тобто водяна фаза легко змішується з піском і цементом У його сухій процесу суспензійної полімеризації стиролу (матомасі міститься до 30% органічної фази в основночник) використовується як флокулянт для спеціаму у вигляді полістиролу і ПОЛІВІНІЛОВОГО спирту льно приготовленої глинистої суспензії, обсяг якої Відфільтрована вода містить малу КІЛЬКІСТЬ солей в 10 разів менше обсягу маточника і яка дозується - до 100мг/л і може бути використана для відмидо моменту флокуляції й освітлення розчину вання полістирольного бісеру від залишкових кільОсад, що утвориться, легко осаджується, декантукостей ПВС, або може бути відправлена на додатється чи відфільтровується, має вологість до 90% і кове знесолення на зворотний осмос Відсутність в такому вигляді може використовуватися в будіворганічної фази дозволяє це зробити Аналогічно ництві, або додатково осад може бути віджатий на 51422 проводили осадження іншими видами глин (каолін, червона глина) Приклад 2 Осадження суспензії полістиролу сульфатами натрію, сульфатом амонію і золем пдроксида магнію Порцію маточника обробляють насиченими при кімнатній температурі розчинами сульфату натрію, сульфату амонію і золем гидроксида маг 6 нію, отриманого підлужненням 20% розчину сульфату магнію до лужного середовища Розчини коагулянтів додавали до утворення осаду, витримували добу і фільтрували Фільтрат аналізували на вміст ПОЛІВІНІЛОВОГО спирту і застосовували дня промивання полістирольного бісеру Дані аналізів приведені в таблиці Таблиця Дані аналізів і експериментів Насипна вага біВміст ПВС у водяному фільтраті Вміст ПВС на поверхні Зольність бісеру серу після промипісля відділення осаду бісеру після промивання після промивання вання Сульфат амонію 0,0175% 0,014% 0,8% 20,0Kr/Md Від Сульфат натрію 0,021% 0,01% 16,1кг/м" Гідроксид магнію 0,019% 0,013% 0,74% 19,5кг/м" Від Демшералізована вода 0,0% (Жорсткість-0,02 мг-экв/л) 0,0075% 16,0Kr/Md ВІД Варіант, що заявляється 0,005% (Жорсткість*-0,5мг-экв/л) 0,006% 16,0Kr/Md Варіант експерименту * до 100мг/л солей вноситься разом із глиною, решта-з іншими потоками стічних вод у загальному колекторі Маточник безпосередньо з буферної ємності не містить солей Вміст ПВС у вихідному маточнику складає 0,065% За даними таблиці видно, що за винятком демінералізованої води, отримана з використанням глини вода містила значно менше залишкового ПВС і ВІДПОВІДНО краще відмивала поверхню полістирольного бісеру від залишків цього полімеру, підвищений вміст якого погіршує якість кінцевої продукції Солі, ЩО МІСТЯТЬСЯ у розчині, при використанні в коагуляції сульфату амонію і гідроксиду магнію додавали бісеру зольність і збільшували насипну вагу після вспінювання в порівнянні з варіантом, що заявляється, і контролем у вигляді демшералізованої води Таким чином, спосіб, що пропонується дозволяє відфільтрувати воду, яка при цьому зберігає високий ступінь вихідної демінералізацм і тому може бути повернута до циклу для проведення промивання готового бісеру чи для будь-яких інших цілей, де потрібна вода, із вмістом солей не більш 100мг/л, а осад, що утвориться при цьому, може бути використаний у будівництві ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71