Полімерний склад та спосіб його одержання

Даний винахід стосується водорозчинного, переважно порошкового, полімерного складу, який одержується шляхом безперервної полімеризації принаймні одного ненасиченого мономеру, і його застосування. Винахід стосується також способу одержання таких полімерних складів. Полімери з неіоногенних, аніонних, а також катіонних вінілових мономерів знаходять застосування як флокулянти при очищенні стічних вод, при збагаченні руди та вугілля, а також у виробництві паперу. Флокулянти застосовують, наприклад, для прискорення процесу зневоднення суспензій або шламів, що містять тверді речовини, наприклад осаду стічних вод. При цьому як устаткування для зневоднення використовують камерні фільтр-преси, центрифуги, стрічкові фільтр-преси або аналогічне устатк ування. Для досягнення високої продуктивності подібного устаткування при оптимальних зневодненні та прозорості фільтрату (відповідно відділеної центрифугуванням рідини) необхідно ретельно узгоджувати тип та кількість флокулянта з конкретним шламом, оскільки шлами, які піддаються зневодненню, залежно від їх походження, наприклад з гаваней, відстійників або міських каналізаційних очисних споруд, мають різний склад. Однак навіть у шламів якого-небудь певного типу його дегідратаційні властивості внаслідок непостійності компонентів, які входять до його складу, можуть змінюватися, що при постійному витрачанні флокулянта може призвести до недостатнього зневоднення шламу або до збільшення каламутності фільтрату. Найбільш яскраво подібні зміни проявляються при очищенні стічних вод, які представляють собою суміш побутових та промислових стічних вод. Однак просте підвищення кількості флокулянта при зміні складу шламу часто також виявляється недостатнім для підтримання якості зневоднення, відповідно фільтрату на необхідному рівні. У цих випадках потрібно застосовувати інший флокулянт із більш високим або більш низьким зарядом або більш високою або більш низькою молярною масою. Так, наприклад, у заявці WO 95/33697 був запропонований спосіб зневоднення суспензій, який передбачає послідовне подавання в дозованих кількостях двох різних зневоднювальних засобів. Призначення використовуваного при цьому низькомолекулярного полімерного іономеру полягає в коагулюванні завислих речовин, а високомолекулярного полімеру - у забезпеченні флокуляції, причому кількість низькомолекулярного полімерного іономеру, що додають, безперервно коректують залежно від складу шламу, тобто від одержуваних при зневодненні результатів. Однак Молярну масу та заряд високомолекулярного полімеру, що забезпечує флокуляцію, також необхідно узгоджувати із складом шламу. Для цієї мети відповідно до вищевказаної заявки пропонується використовува ти співполімер, змінюючи кількісне співвідношення між катіонним мономером, вміст якого може змінюватися від 2,5 до 65мол.%, і акриламідом, вміст якого може змінюватися від 97,5 до 35мол.%, які входять до його складу. Виходячи з вищевикладеного в основу даного винаходу було поставлено задачу запропонувати флокулянт, за допомогою якого забезпечувалося би більш швидке та з більш високим ступенем відділення видалення із суспензій широкого спектру різних твердих речовин і який був би менш чутливий до зміни складу суспензії. Вказана задача вирішується відповідно до винаходу за допомогою водорозчинного, переважно порошкового, полімерного складу, який одержується шляхом безперервної полімеризації принаймні одного ненасиченого мономеру, при якій змінюють згідно із повторюваною схемою принаймні один параметр, який впливає на полімеризацію. Безперервну полімеризацію проводять будь-яким відомим фахівцю в даній галузі методом. При цьому переважним методом полімеризації є полімеризація в розчині. Безперервну полімеризацію переважно проводити на рухомому носії або рухомій підкладці, як це пропонується, наприклад, у заявках ЕР 0296331 В1 або ЕР 0228638 В1, які включені в даний опис як посилання. У цих заявках ЕР 0296331 В1 і ЕР 0228638 В1 рухомим носієм служить конвеєрна стрічка, на яку в дозованих кількостях подають водний розчин мономеру, з якого видалений кисень і який після додавання каталізаторів полімеризується при виділенні теплоти полімеризації з утворенням твердого гелю. В кінці конвеєрної стрічки твердий гель знімають з неї і переважно за відомими методами безперервно піддають дробленню, сушінню, подрібненню та просіванню. Застосовувані мономери можуть бути неіоногенними, аніонними або катіонними. Переважними мономерами є (мет)акрилова кислота та її солі, ефіри (мет)акрилової кислоти, аміди (мет)акрилової кислоти, 2-акриламідо-2-метилпропанова кислота та її солі, алілсульфонова кислота та її солі, а також хлориди діалілдіалкіламонію. Найбільш переважними мономерами є акриламід, акрилова кислота та її солі, діалкіламіноалкіл(мет)акрилати і діалкіламіноалкіл(мет)акриламіди у вигляді солі або в кватернізованій формі. Полімеризації в розчині можна піддавати мономери одного типу або - для одержання спів- або терполімерних складів - суміші різнотипових мономерів. Для фахівця в даній галузі очевидно, що полімеризації між собою можна піддавати й більше трьох мономерів. Полімеризацію можна ініціювати хімічним шляхом за допомогою каталізу і/або енергетично за допомогою випромінювання/світла (наприклад ультрафіолетового випромінювання). Переважними каталізаторами є органічні і неорганічні персполуки, такі як персульфати й алкіл(гідро)пероксиди, у сполученні з відновлювальними сполуками, такими як сульфіти лужних металів, необов'язково з додаванням солей заліза(ll). Переважними фотоініціаторами є 2,2-азобіс(2-амідинопропан)гідрохлорид і/або похідні бензоїну. Відповідно до винаходу необхідно змінювати згідно із повторюваною схемою принаймні один параметр, який впливає на полімеризацію. У контексті даного винаходу вираз "згідно із повторюваною схемою" означає, що параметри, які впливають на полімеризацію, змінюють, переважно безперервно, довільним, але разом з тим регулярно повторюваним через визначені проміжки часу чином у межах відомого для фахівців оптимального діапазону. Переважно як вказану повторювану схему використовува ти коливання відносно деякого середнього значення, яке довільно вибирають. Таке коливання переважно є гармонічним або негармонічним і переважно незгасаючим. Змінювати вищевказані параметри переважно до початку процесу полімеризації, наприклад у підвідній лінії для подавання переважно водного розчину мономерів на рухомий носій, при цьому змінюють переважно такі параметри: а) склад розчину мономерів при одержанні спів- і терполімерів шляхом зміни кількості принаймні одного мономеру згідно із повторюваною схемою, б) концентрацію розчину мономерів шляхом зміни дозованої кількості мономеру з більш високою і/або більш низькою концентрацією згідно із повторюваною схемою, в) кількість каталізатора шляхом підвищення і подальшого зниження концентрації каталізатора або каталітичної системи згідно із повторюваною схемою, г) кількість регулятора молярної маси шляхом підвищення і наступного зниження кількості розчину такого регулятора молярної маси згідно із повторюваною схемою, д) значення рН розчину мономерів шляхом підвищення і наступного зниження кількості дозованої кислоти або лугу згідно із повторюваною схемою. Серед таких параметрів один або декілька з них можна змінювати одночасно або послідовно в часі. Переважною повторюваною схемою зміни параметрів є коливання відносно середнього значення, яке довільно вибирають. Амплітуду та частоту такого коливання можна задавати довільно. Якщо частота коливань, тобто інтервал часу, протягом якого параметр полімеризації змінюється згідно із заданою схемою однократно, визначається розмірами компонентів установки, то амплітуда коливань, тобто рівень безперервно здійснюваної зміни, є вирішальною для технічних властивостей полімерного складу, що визначаються кінцевою метою його застосування. Для фахівця в даній галузі очевидно, що зміна одного параметра може приводити до зміни інших параметрів полімеризації. Так, наприклад, при зміні вмісту каталізатора, що вводиться в дозованих кількостях у потік, який подається у реактор, безперервно змінюється і концентрація радикалів у розчині мономерів, а тим самим і швидкість полімеризації на використовуваній для цієї мети стрічці, що проявляється в коливаннях температури. Запропонований у винаході полімерний склад найбільш переважно використовувати для флокуляції переважно присутніх у воді компонентів і/або для зневоднення суспензій. Тому таке застосування також є об'єктом даного винаходу. Ще одним об'єктом даного винаходу є спосіб безперервного одержання полімерних складів шляхом полімеризації принаймні одного ненасиченого мономеру, який полягає в тому, що змінюють згідно із повторюваною схемою принаймні один параметр, який впливає на полімеризацію. Безперервну полімеризацію проводять будь-яким відомим фахівцю в даній галузі методом. При цьому переважним методом полімеризації є полімеризація в розчині. Безперервну полімеризацію переважно проводити на рухомому носії або рухомій підкладці, як це пропонується, наприклад, у заявках ЕР 0296331 В1 або ЕР 0228638 В1, що включені в даний опис як посилання. У цих заявках ЕР 0296331 В1 і ЕР 0228638 В1 рухомим носієм служить конвеєрна стрічка, на яку в дозованих кількостях подають водний розчин мономеру, з якого вилучений кисень і який після додавання каталізаторів полімеризується при виділенні теплоти полімеризації з утворенням твердого гелю. В кінці конвеєрної стрічки твердий гель знімають з неї і переважно за відомими методами безперервно піддають дробленню, сушінню, подрібненню та просіванню. Як мономери можна використовувати будь-які, переважно ненасичені, мономери. Переважними мономерами є (мет)акрилова кислота та її солі, ефіри (мет)акрилової кислоти, аміди (мет)акрилової кислоти, 2-акриламідо-2-метилпропанова кислота та її солі, алілсульфонова кислота та її солі, а також хлориди діалілдіалкіламонію. Найбільш переважними мономерами є акриламід, акрилова кислота і її солі, діалкіламіноалкіл(мет)акрилати і діалкіламіноалкіл(мет)акриламіди у вигляді солі або в кватернізованій формі. Полімеризації в розчині можна піддавати мономери одного типу або для одержання спів- або терполімерних складів - суміші різнотипових мономерів. Для фахівця в даній галузі очевидно, що полімеризації між собою можна піддавати і більше трьох мономерів. Полімеризацію можна ініціювати хімічним шляхом за допомогою каталізу і/або енергетично за допомогою випромінювання/світла (наприклад ультрафіолетового випромінювання). Переважними каталізаторами є органічні і неорганічні персполуки, такі як персульфати й алкіл(гідро)пероксиди, у сполученні із відновлювальними сполуками, такими як сульфіти лужних металів, необов'язково з додаванням солей заліза(ll). Переважними фотоініціаторами є 2,2-азобіс(2-амідинопропан)гідрохлорид і/або похідні бензоїну. Відповідно до винаходу згідно із повторюваною схемою змінюють принаймні один параметр, який впливає на полімеризацію. У контексті даного винаходу вираз "згідно із повторюваною схемою" означає, що параметри, які впливають на полімеризацію, змінюють, переважно безперервно, довільним, але разом з тим регулярно повторюваним через визначені проміжки часу чином у межах відомого для фахівців оптимального діапазону. Переважно як вказану повторювану схему використовува ти коливання відносно деякого середнього значення, яке довільно вибирають. Таке коливання переважно є гармонічним або негармонічним і переважно незгасаючим. Змінювати вищевказані параметри переважно до початку процесу полімеризації, наприклад у підвідній лінії для подачі переважно водного розчину мономерів на рухомий носій, при цьому змінюють переважно наступні параметри: а) склад розчину мономерів при одержанні спів- і терполімерів шляхом зміни кількості принаймні одного мономеру згідно із повторюваною схемою, б) концентрацію розчину мономерів шляхом зміни дозованої кількості мономеру з більш високою і/або більш низькою концентрацією згідно із повторюваною схемою, в) кількість каталізатора шляхом підвищення і наступного зниження концентрації каталізатора або каталітичної системи згідно із повторюваною схемою, г) кількість регулятора молярної маси шляхом підвищення і наступного зниження кількості розчину такого регулятора молярної маси згідно із повторюваною схемою, д) значення рН розчину мономерів шляхом підвищення і наступного зниження кількості дозованої кислоти або лугу згідно із повторюваною схемою. Серед таких параметрів один або декілька з них можна змінювати одночасно або послідовно в часі. Переважною повторюваною схемою зміни параметрів є коливання відносно середнього значення, яке довільно вибирають. Амплітуду і частоту такого коливання можна задавати довільно. Якщо частота коливань, тобто інтервал часу, протягом якого параметр полімеризації змінюється згідно із заданою схемою однократно, визначається розмірами компонентів установки, то амплітуда коливань, тобто рівень безперервно здійснюваної зміни, є вирішальним для технічних властивостей полімерного складу, що визначаються кінцевою метою його застосування. Для фахівця в даній галузі очевидно, що зміна одного параметра може приводити до зміни інших параметрів полімеризації. Так, наприклад, при зміні вмісту каталізатора, який вводиться в дозованих кількостях у потік, який подається у реактор, безперервно змінюється і концентрація радикалів у розчині мономерів, а тим самим і швидкість полімеризації на використовуваній для цієї мети стрічці, що проявляється в коливаннях температури. Для здійснення цього варіанта способу трохи модифікують технологію безперервної полімеризації, описану в ЕР 0296331, приклад 4 і Фіг.2, для чого за допомогою регулятора в повторюваному режимі змінюють згідно із попередньо заданою схемою через регулярні проміжки часу масову витрату розчинів каталізатора, які подаються через клапани-дозатори 28 і 30. Відповідно до одного з переважних варіантів здійснення запропонованого у винаході способу у потік, який підводиться з постійною витратою, продутого азотом розчину акриламіду або розчину мономерів, що містить акриламід і катіонний мономер, додають постійну кількість розчину каталізатора. З іншої видаткової ємності подають розчин катіонного мономеру в кількості, що безперервно змінюється за законом, який відповідає синусоїдальному коливанню. Змінювана концентрація мономеру приводить у результаті екзотермічної реакції до безперервної зміни температури полімеру на використовуваній для полімеризації стрічці. Проби, які відбираються на виході сушарки з 5-хвилинними інтервалами, чітко вказують на змінювану катіонність, яка коливається відносно деякого середнього значення. В іншому переважному варіанті здійснення запропонованого у винаході способу в розчин катіонного мономеру в дозованих кількостях додають регулятор молярної маси, такий як мурашина кислота, оцтова кислота або ізопропанол, змінюючи при цьому його кількість згідно із повторюваною схемою. Цей варіант способу дозволяє одержувати полімерний склад, молекулярно-масовий розподіл якого змінюється від низькомолекулярних висококатіонних до високомолекулярних низькатіонних полімерних фракцій. Згідно із ще одним переважним варіантом здійснення запропонованого у винаході способу в розчин мономерів, який подається з постійною витратою на використовувану для полімеризації стрічку і який містить неіоногений мономер і катіонний мономер, а також каталізатор та регулятор молярної маси, додатково додають у періодично змінюваній кількості неіоногенний мономер. Тим самим в одержаному співполімері змінюється згідно із повторюваною схемою не лише його склад, відповідно густина його заряду, але і його молярна маса, відповідно в'язкість у розчині. Відповідно до ще одного переважного варіанту здійснення запропонованого у винаході способу передбачене одержання терполімерних складів. У цьому випадку, наприклад, у розчин мономерів, який подається з постійною витратою на використовувану для полімеризації стрічку і який містить акриламід, кватернізований диметиламінопропілакриламід, принаймні один каталізатор і регулятор молярної маси, додають у змінюваній згідно із повторюваною схемою кількості розчин кватернізованого диметиламіноетилакрилату. У цьому варіанті здійснення способу неминуче змінюється концентрація регулятора молярної маси і каталізатора. Щоб уникнути цього ефекту до складу розчину кватернізованого диметиламіноетилакрилату також повинні входити регулятор молярної маси і/або каталізатор. Відповідно до іншого переважного варіанту полімеризацію проводять на двох працюючих паралельно установках для полімеризації. У цьому випадку зміна параметрів, які впливають на полімеризацію, на стрічках для полімеризації відбувається зі зміщенням по фазі, тобто якщо, наприклад, кількість мономеру на одній установці для полімеризації змінюється в бік максимуму, то на іншій установці для полімеризації вона змінюється в бік мінімуму. Після виходу з установок для полімеризації обидва полімерних продукти, які відводяться безперервно, переважно полімерні гелі, надходять лише в одну сушарку. Подібний підхід дозволяє підтримувати кількість полімеру, яка подається в сушарку, практично на постійному рівні і виключити пересушування або недосушування полімеру в сушарці. Крім цього вдається уникнути виникнення проблем при обробленні в наступних млинах, пов'язаних з різним вмістом у полімері води, а тим самим і з коливанням пружності його зерен. Перевага запропонованого у винаході полімерного складу полягає у простій технології його одержання й у наявності в нього широкого інтервалу, наприклад, значень молекулярної маси і/або іоногенності. Запропонований у винаході полімерний склад найбільш придатний для застосування як флокулянт і/або для зневоднення суспензій, при цьому такий полімерний склад дозволяє значно швидше і з більш високим ступенем відділення видаляти із суспензій широкий спектр різних твердих речовин і менш чутливий до зміни складу і густини суспензії в порівнянні з відомими з рівня техніки полімерами. Таким чином, із застосуванням надзвичайно малих кількостей полімерних складів вдається вирішити численні проблеми, які притаманні процесу флокуляції або зневоднення. Запропонований у винаході спосіб дозволяє одержувати полімерні склади із широким набором властивостей. Існ уючі виробництва досить просто перевести на одержання полімерного складу запропонованим у винаході способом. При цьому відпадає також необхідність у використанні складної техніки регулювання, яка потрібна для підтримання певних параметрів на постійному рівні. Нижче винахід проілюстрований на прикладах його здійснення, які, однак, не обмежують його обсяг. Наведені в цих прикладах показники в'язкості і густини заряду визначали за описаними нижче методами. Визначення в'язкості У 400-мілілітрову хімічну склянку поміщають 3,4±0,01г продукту. Потім додають 302,6±0,1г демінералізованої води (22±3°С) таким чином, щоб продукт розподілився у воді без грудкування. Після цей розчин необхідно відразу ж перемішати пальцевою мішалкою. Час розчинення при 200±10об/хв становить 60хв Потім додають 34±0,1г NaCl, розподіляють протягом приблизно 1хв при 300-500об/хв і розчиняють протягом 14хв шля хом подальшого перемішування при 200±10об/хв Після доведення температури розчину до рівня 20±1°С в нього повільно, уникаючи збовтування, занурюють шпиндель №1 і за допомогою віскозиметра Брукфілда визначають в'язкість при 10об/хв Визначення густини заряду Густину заряду визначають за допомогою детектора заряду частинок типу PCD 02 фірми Mütek, Герршинг, Німеччина. При титруванні поліелектроліту (титратор типу DL 21 фірми Mettler) титрування проводять полііонами протилежного заряду (поліетиленсульфонат натрію, хлорид полідіалілдиметиламонію) до ізоелектричної точки або точки перегину. Титратор видає інформацію про густину заряду в мілімолях полііона на грам полімеру. Після перерахунку на молярну масу застосовуваного мономеру одержують значення іоногенності в масових відсотках. Здатність шламу до зневоднення визначають за описаним нижче методом. Визначення ступеня зневоднення на високопродуктивних центрифуга х 500мл 0,1%-ного полімерного розчину піддають впливу зсувного зусилля протягом 60 секунд у пристрої Ultra Turrax Τ 25 N з диспергатором типу S 25 Ν-18G (фірма Janke & Kunkel/D-79217), що обертається зі швидкістю 24000об/хв 500мл шламу протягом 10 секунд змішують в апараті з 3-пальцевою мішалкою, яка обертається з частотою 1000об/хв, з розчином полімеру і потім суміш зливають на сито діаметром 150мм із розміром комірок 0,2мм. При цьому вимірюють час проходження 200мл фільтрату через сито і за допомогою очисного клину визначають прозорість фільтрату. Прозорість 0 означає відсутність очищення, а прозорість 46 відповідає найкращому очищенню. Випробуванню за цим методом піддають принаймні три порції полімеру, що додається, у кількості, наприклад, 120, 140 і 160г полімеру на м 3 шламу. Залежно від результату досліду вказаний кількісний ряд розширюють, додаючи полімер меншими або більшими порціями. Використовувані в наступних прикладах скорочення мають такі значення. Скорочення АКА акриламід АБАГ 2,2'-азобіс(2амідинопропан)гідрохлорид ДИМАПА-кват. диметиламінопропілакриламід, кватернізований метилхлоридом ДИМАЕА-кват. диметиламіноетилакрилат, кватернізований метилхлоридом V80 продукт Versenex 80 (фірма DOW Chem. Corp.) Приклад 1 Запропонований у винаході полімерний склад одержують з АКА і ДИ МАПА-кват. шля хом безперервної фотополімеризації. Освітленість становить близько 2000мкВт/см 2 при довжині хвилі 365нм. Вихідна суміш: м'яка вода 2250кг ДИМАПА-кват., 60%-ний 660кг розчин АКА, 50%-ний 3074кг V 80 1,4кг сірчана кислота, 50%-на близько 1кг промивна вода 150кг розчин мономерів, рН 4 6136,4кг Розчин мономерів, продутий азотом (вміст кисню 0,6част./млн), з температурою 0°С безперервно подають з витратою 320кг/год на стрічку для полімеризації. До цього вхідного потоку 1 за допомогою статичного змішувача домішують такі вхідні потоки: вхідний потік 2: 2%-ний розчин АБАТ з ви тратою 7л/год, вхідний потік 3: 1%-на мурашина кислота з витратою 7,9л/год, вхідний потік 4: 60%-ний розчин ДИМАП А-кват., швидкість дозованої подачі якого змінюють протягом 60хв, рівномірно збільшуючи з 11,5кг/год до 95кг/год і потім знову рівномірно знижуючи до 11,5кг/год; подібна схема зміни кількості зберігається протягом усього досліду. Після 40-хвилинного знаходження на стрічці для полімеризації твердий полімерний гель подрібнюють у м'ясорубці і сушать на стрічковійсушарці в зонах 1 і 2 з температурою припливного повітря 120°С, у зоні 3 з температурою припливного повітря 115°С і в зонах 4 і 5 з температурою припливного повітря 95°С. Проби, які відбираються на виході сушарки з 5-хвилинними інтервалами, мають такі характеристики: 1. Відбір проб через одну годину після початку досліду Час (хв) 0 5 10 15 20 25 В'язкість (мПа·с) 640 635 610 625 620 640 Іоногенність (%) 42,8 37,8 30,8 25,7 24,8 30,7 30 600 35,3 35 555 41,3 40 620 47,4 45 670 47,5 50 660 47 55 700 44,6 60 650 41 2. Відбір проб через шість годин після початку досліду Час (хв) 0 5 10 15 20 25 В'язкість (мПа·с) 710 610 640 630 650 635 Іоногенність (%) 46,5 43,3 34,5 33,2 25 26,4 30 605 30,3 35 610 35,9 40 655 42,2 45 650 48,4 50 650 49, 9 55 620 49,7 60 660 46,4 В'язкість подрібненої та просіяної через сито з розміром комірок 150-1000мкм і взятої з бункера проби (змішаний зразок) становить 630мПа·с, а її іоногенність становить 40,9%. Приклад 2 Запропонований у винаході полімерний склад одержують з АКА і ДИ МАПА-кват. шля хом безперервної фотополімеризації. При цьому освітленість становить близько 2000мкВт/см 2 при довжині хвилі 365нм. Вихідна суміш м'яка вода 2120кг ДИМАПА-кват., 60%-ний 1500кг розчин АКА, 50%-ний 2200кг V 80 1,5кг сірчана кислота, 50%-на близько 2кг промивна вода 150кг розчин мономерів, рН 3,8 5973,5кг Розчин мономерів, продутий азотом (вміст кисню 0,8част./млн.), з температурою 3°С безперервно подають з витратою 320кг/год на стрічку для полімеризації. До цього вхідного потоку 1 за допомогою статичного змішувача домішують такі вхідні потоки: вхідний потік 2: 1,5%-ний розчин АБАГ з ви тратою 7,8л/год, вхідний потік 3: 1,0%-на мурашина кислота з витратою 10,9л/год, вхідний потік 4: 60%-ний розчин ДИМАП А-кват., швидкість дозованої подачі якого змінюють протягом 60хв, рівномірно збільшуючи з 12,8кг/год до 95кг/год і потім знову рівномірно знижуючи до 12,8кг/год; подібна схема зміни кількості зберігається протягом усього досліду. Після 45-хвилинного знаходження на стрічці для полімеризації твердий полімерний гель подрібнюють у м'ясорубці і сушать на стрічковій сушарці в зонах 1 і 2 з температурою 115°С, у зоні 3 з температурою 110°С і в зонах 4 і 5 з температурою 95°С. Проби, які відбираються на виході сушарки з 5-хвилинними інтервалами, мають такі характеристики: Час (хв) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В'язкість (мПа·с) 435 435 445 450 460 500 500 450 480 470 470 430 425 Іоногенність (%) 47,6 48,1 50,3 53,2 56,3 58,5 55,1 54,4 51,5 51,5 47,1 45,4 45,8 В'язкість подрібненої і просіяної через сито з розміром комірок 150-1000мкм і взятої з бункера проби (змішаний зразок) становить 470мПа·с, а її іоногенність становить 53%. Вміст води в пробі складає 10,5%. Приклад 3 Запропонований відповідно до винаходу полімерний склад одержують з АКА і ДИМАПА-кват. шляхом безперервної фотополімеризації. Освітленість становить близько 2000мкВт/см 2 при довжині хвилі 365нм. Вихідна суміш м'яка вода 2150кг ДИМАПА-кват., 60%-ний 3090кг розчин АКА, 50%-ний 1230кг V 80 0,9кг сірчана кислота, 50%-на близько 2кг промивна вода 150кг розчин мономерів, рН 3 6522,9кг Цей розчин мономерів з витратою 350кг/год охолоджують у теплообміннику до 2°С і видаляють з нього розчинений у ньому кисень до залишкового вмісту 0,9част./млн. у стрипер-колоні, яка продувається потоком азоту з витратою 3м 3/год. До цього вхідного потоку 1 перед його подаванням на стрічку для полімеризації домішують розчинники в таких кількостях: вхідний потік 2: 9,6л/год 1,5%-го розчину АБАТ, вхідний потік 3: 10,9л/год 1,0%-ної мурашиної кислоти, вхідний потік 4: 50%-ний розчин АКА, який містить 250част./млн V 80 і швидкість дозованої подачі якого змінюють протягом 60хв, рівномірно збільшуючи з 17кг/год до 120кг/год і потім знову рівномірно знижуючи до 17кг/год; подібна схема зміни кількості зберігається протягом усього досліду. Одержаний через 40хв полімерний гель подрібнюють і сушать аналогічно до прикладу 2. Проби, які відбираються на виході сушарки, мають такі характеристики: Час (хв) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 В'язкість (мПа·с) 440 460 430 440 405 370 350 330 330 330 325 Іоногенність (%) 50,5 49 47,5 49 52 52,8 57,7 53,6 58,4 55,1 52,3 55 370 50,9 60 420 49,5 В'язкість взятої з бункера проби (змішаний зразок) цільового продукту становить 350мПа·с, а її іоногенність становить 53,0%. Приклад 4 Запропонований у винаході полімерний склад одержують з АКА, ДИ МАПА-кват. і ДИ МАЕА-кват. шляхом безперервної фотополімеризації. При цьому освітленість становить близько 2000мкВт/см 2 при довжині хвилі 365нм. Вихідна суміш м'яка вода 2120кг ДИМАПА-кват., 60%-ний 1500кг розчин АКА, 50%-ний 2200кг V 80 1,5кг сірчана кислота, 50%-на близько 2кг промивна вода 150кг розчин мономерів, рН 3,8 5973,5кг Цей розчин мономерів утворює вхідний потік 1, який подається з витратою 320кг/год. Цей потік охолоджують і продувають азотом аналогічно до прикладу 3. Перед подаванням на стрічку для полімеризації до цього вхідного потоку домішують такі вхідні потоки: вхідний потік 2: 1,5%-ний розчин АБАГ з ви тратою 7,8л/год, вхідний потік 3: 1,0%-ная мурашина кислота з витратою 10,9л/год, вхідний потік 4: 80%-ний розчин ДИМАЕА-кват., швидкість дозованої подачі якого змінюють протягом 45хв, рівномірно збільшуючи з 15кг/год до 95кг/год і потім знову рівномірно знижуючи до 15кг/год; подібна схема зміни кількості зберігається протягом усього досліду, що триває близько 18 годин. Гель, знятий зі стрічки для полімеризації через 45хв, подрібнюють і сушать аналогічно до прикладу 2. Проби, які відбираються на виході сушарки через певні інтервали часу, мають такі характеристики: Час (хв) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 В'язкість (мПа·с) 555 590 530 585 545 560 530 520 530 550 Іоногенність (%) 61,3 61,6 54 50,6 48 46,8 50,3 53,5 58,6 61 Після сушарки полімер подрібнюють, просіюють через сито з розміром комірок 150-1000мкм і подають у змішувач тип у NAUTA. В'язкість взятої з цього змішувача проби становить 540мПа·с, а її іоногенність становить 55%. Дослідження експлуатаційних властивостей (у лабораторному масштабі) У цьому прикладі порівнюють здатність до зневоднення збродженого осаду з очисної установки, змішаного з полімерним складом за винаходом та з відомими полімерами. рН осаду становить 7,1 при вмісті сухого залишку 3,5мас.%. Порівн. полімер 1 PraestolÒ 644 Порівн. полімер 2 PraestolÒ 650 Полімер з прикладу 3 ВС2) в'язкість: 365мПа·с ВС2) в'язкість: 370мПа·с Кількість, що іоногенність: 52% іоногенність: 39% додається 1), Час Час Час Прозорість за Прозорість за Прозорість за г/м 3 проходження проходження проходження очисним очисним очисним 200мл 200мл 200мл клином 0-46 клином 0-46 клином 0-46 фільтрату (с) фільтрату (с) фільтрату (с) 160 29 26 170 25 27 180 18 29 190 27 31 200 24 33 220 16 34 260 50 26 280 31 30 Примітки: 1) Дозована подача з 0,1%-ного розчину; 2) полімери не за винаходом з АКА/ДИМАП А-кват., які випускаються фірмою Stockhausen Gmb & Co. KG, Німеччина. З наведених у таблиці даних виходить, що при застосуванні полімерного складу за винаходом відділення твердих речовин відбувається при практично незмінній прозорості фільтрату і порівнянній швидкості, але при меншій витраті полімеру. Дослідження експлуатаційних властивостей (на очисній установці) У цьому прикладі зброджений осад з очисної установки, змішаний з полімерним складом за винаходом і з відомими полімерами, зневоднюють на центрифузі. Центрифуга: тип Westfalia CA 505 частота обертання 3520хв-1 Зброджений осад: витрата 29м 3/год Сухий залишок: 2,7% Полімер з прикладу 2 порівн. 3 Praestol Ò 1) 853 ВС порівн. 4 Praestol Ò 2) A 7112 Розчин полімеру концентрація, г/л витрата, м 3/год 5 1,31 5 1,32 5 1,30 Згущений шлам С33), % СтВ4), % 33 26,9 29,3 98,6 98,7 98,7 Примітки: 1) співполімер не за винаходом з АКА і ДИМАП А-кват., в'язкість 460мПа-с, іоногенність 54%, виготовлювач Stockhausen GmbH & Co. KG; 2) співполімер не за винаходом з АКА і ДИМАЕА-кват., в'язкість 505мПа·с, іоногенність 63%, виготовлювач Stockhausen GmbH & Co. KG; 3) C3 означає сухий залишок; СтВ означає ступінь відділення, яка розраховується за такою формулою: СЗна в иході ´ СЗна в ході - СЗв центрифу га ті СтВ(%) = ´ 100 СЗна в ході ´ СЗна в иході - СЗв центрифу га ті 4) ( ( ) ) З наведених у таблиці даних ви ходить, що застосування полімерного складу за винаходом забезпечує більш ефективне ущільнення осаду при тих же значеннях ступеня відділення і витрати полімеру, який додається.