Способ регенерации растворителя в производстве химических волокон

 

ОПИСАНИЕ

ЙЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 53I900

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.12.74 (21) 2101959/05 (51) М. Кл."- D 01Г 13/00 с присоединением заявки Ке

Государственный комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.76. Бюллетень М 38

Дата опубликования описания 27.10.76 (53) УДК 677.463.025.7 (088.8) ло делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

И. 3. Эйфер, Г. А. Рудова, И. Г. Шимко, А. T. Серков и Б. М. Соколовский (71) Заявитель

Изобретение относится к производству химических волокон, получаемых при формованпи в осадительную ванну.

При формовании волокон из раствора полимера в осадительпую ванну переходят компоненты растворителя. Чтобы не допустить накапливания этик компонентов и поддерживать постоянный, заранее заданный состав осадительной ванны, содержагцей в определенном соотношении осадитель (например, воду или одноатомные спирты) и компоненты растворителя, часть раствора осадигельной ванны отводят па регенерацию. Процесс регенерации предполагает выделение в чистом виде осадителя и компонентов растворителя и возвращение их обратно в производство. Осадитель направляют для пополнения осадительной ванны, а выделенный органический растворитель и неорганическую соль направляют для приготовления композиции растворителя. Особенно высокие требования предъявляют к химической чистоте регенерируемых компонентов растворителя (1).

При регенерации по известному способу (2) осадительную ванну сначала подвергают разделению на органические продукты и неорганические соли, например, выпариванием до сухого остатка. Далее смесь органических продуктов направляют на ректификацию для разделения осадителя и органического компонента растворителя (диметилацетамида), а неорганические соли (LiC1 или СаС1 ) освобождают от примесей, например от соединений железа, путем растворения в воде, высажпвапия гидроокиси железа подщслачпванпем до определенного рН среды. Затем водный раствор неорганической соли направляют на сушку.

Для удаления в высушенной неорганической

10 соли пизкомолскулярной фракцIø полимеров высушснный продукт прок;лпвают при высоких температурах. Из органического компонента растворителя, полученного после рсктпфпкации, и неорганической соли после стадии

15 прокаливания путем растворения далее готовят композицию растворителя полимера.

Известный способ черезвычайно громоздкий, чтобы удалить все органические продукты из солей требуется прпмснснпс в стадии выпарп20 вания до сухого остатка температуры порядка

200 С, относительно глубокого для производства вакуума (остаточного давления 7 — 10 мм рт. ст.) и в стадии прокалпвания — температур порядка 400 — 450 С.

25 С целью упрощения и удешевления процесса регенерации растворителя полимера из осадительной ванны выпаривание проводят при

60 — 100 С до содержания LiC1 11 — 12% и

СаС1в 6 — 7",,з с последующей кристаллизацией

531900 образовавшейся комплексной соди диметилацетамида (ДМАА) с хлоридом лития или кальция при 5 — 20 С.

Согласно предложенному способу регенерацию осадительной ванны проводят до получения комплексной соли типа 1 1С1 ДМАА или

СаС1 ДМАА, которую направляют на приготовление композиции растворителя.

Комплексные соли в чистом виде могут быть получееlы при кристаллпз2ции из растВОр2 соответствующих компонентов, не содержащих осадитель (например, воду, одпоатомные спирты). При этом температура кристаллизации должна быть ниже температуры плавления комплексной соли.

Выделение комплексной соли ведут из раствора, практически не содержащего осадитель (не более 0,5О/О), Достигается это тем, что осадительную ванну предварительно путем выпаривания при 60 †1"С концентрируют относительно хлоридов металлов до насыщенного состояния последних в апротонном соединении амидного типа, например в диметилацетамиде.

Затем из насыщенного раствора проводят кристаллизацию комплексной соли путем охлаждения, например, до 20"С и ниже. При этом возможны небольшие примеси осадителя в кристаллическом продукте (до 0,1 /о ) . Выход хлоридов металлов составляют 45 — 60 /о от исходного содержания его в растворе, направляемом на кристаллизацию.

При кристаллизац!ш комплексной соли с охлаждением для Обеспечения I!2 J,ciixIIOII п!стоты получаемой композиции растворителя выделенную соль можно промыть насыщенным раствором соли в соответствующем растворителе, не содержащим осадитель.

Предлагаемый способ сравнительно прост, требует меньших затрат электроэнергии, пара и реагентов, при этом позволяет получать хлориды металлов, пригодные для приготовления растворителя полимера (их пе подвергают процессам чистки и сушки, а возвращают в производство в виде безводной соли, содсржаще!! компоненты растворителя).

Пример 1. Осадительную ванну состава, /О ДМАА 49 — 50, Н О 48 — 49; LiCi 1,5 — 2 направляют на регенерацию, где сначала раствор упаривают при 80"С. Из 1 т исходного раствора образуется 167 кг упаренного раствора состава, о/о. ДМАА 87,5; Н О 0,5; 1 iC1 12.

Затем из раствора при охлаждении до 20 С кристаллизуют соль с последующим разделением суспензии путем фильтрования под вакуумом. B результате выделяют 34,8 кг кристал0! . лов комплексной соли. Они имеют состав, /О.

LiCI 26; ДМАА 73,9; Н О до 0,1. Эти кристаллы растворяют в регенерированном ДМАА до

Зо/о -ного содержания хлористого лития в

ДМАА и раствор направляют в производство.

1Ч

Выход по хлористому литию составляет .5 р от исходного содержания его в растворе, iiaправляемом I!a кристаллизацию. При возврате маточного раствора на Выпарку и далее па кристаллизацию выход хлористого лития В,1

15 о(1 э )

-1;!

G0 кристаллическом продукте мо>кет составить

80 /о от исходного содержания его в растворе, П2ПРВВЛЯЕ5loii На ЕРИСТ2ЛЛИЗацlпо, ЧТО СООТВетствует необходимому возврату 1 iC1 в проИЗВОДCТВО.

П р и м ер 2. Состав раствора, направляемого на регенерацию, и условия выпарки те же, ;То в !!римере 1, по кристаллизацию комплексной соли проводят при охлаждении раствора до 5 С. При последу!Ощем разделении супен3!п! путем фl:IbTpoB2 .Ièÿ под Вакуумом Выделяют из 167 кг упаренного раствора 50 кг кристаллов комплексной соли. Состав такой же, как представлен в примере 1. Выход хлористого литп!! в кристаллическом продукте составляет 65 /р от исходного содержания его в растворе, направляемом на кристаллизацию.

Пример 3. Осадительную ванну состава, /В . ДМАА 50; Н:О 49,2; СаС1 0,8 направляют на регенерацию, где сначала раствор упаривают при 60=С и получают из 1 т исходного раствора 127 кг упаренного раствора состава, "/о.

ДМАА 93,2; Н О 0,5; СаС1> 6,3. Затем из упаренного раствора . ри 20 С кристаллизуют комплексную соль. При последующем разделении суспензии путем фильтрования под вакуумом выделяют 28,5 кг кристаллов состава, /О.

СаС1 17; ДМАА 82; Н О до 0,1. Эти кристаллы растворяют в рсгепсрироваппом ДМАА и раствор направляют В производство па растворение полимера. Выход хлористого кальция в кристаллическом продукте составляет 60,5 /о

0I от исходного содержания его В растворе, направляемом па кристаллизаци1о.

Пример 4. Осадительпую ванну состава, о/о.. ДМАА 30; изобутиловьш спирт (ИБС) 69,4;

LiC1 0,6 паправлгпот на регенерацию, где сначала упаривают раствор при 100 С. Из 1 т исходного раствора получают 50 кг упаренного раствора состав"., /I, LiC1 12, ДМАА 87,5, ИБС 0,5. Затем из упаренного раствора при охлажде!!Ии до 5"С кристаллизуют комплексную соль с последу!Ощим разделением суспензии путем фильтрования под вакуумом. В результате выделяют 15 кг комплексной соли состава, /О. .LiC1 26, ДМАА 73,9, ИБС 0,1. Для удалеппя осадителя (ИБС) кристаллы промывают насыщенным раствором хлористого лития в ДМАА. При этом на 1 кг кристаллов расходуют 0,1 кг промывной жидкости. Промывную жидкость смешивают с исходным раствором и направляют па выпарку. Кристаллы, пе содержащие осадитель, растворяют в регенерированпом растворителе и направляют в производство па растворение полимера. Выход xëoðëcToão лития в кристаллическом продукте составляет 65О/о от исходного содержания его в растворе, направляемом на кристаллизацию. сооо.;;pла изобретения

Способ регенерации растворителя в произВодстве химических волокон из осадительной

531900

Составитель И. Девнина

Техред 3. Тараненко

Корректор О. Тюрина

Редактор Е. Хорина

За. .аз 2262 4 Изд. ЛЪ 1704 Тираж 5,5 Подписное

ЦНИИГ1И Государственного комитета Совета 51ишгстров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2 ванны, содержащей диметилацетамид, хлорид лития или кальция и осадитель — воду или изобутиловый спирт, выпариванием в вакууме смеси диметилацетамида и осадителя до полного удаления последнего с последующей их ректификацией и выделением из оставшейся ванны солей лития или кальция, отлич а юшийся тем, что, с целью упрощения процесса, выпаривание проводят при 60 — 100 С до содержания L1C1 11 — 12% и СаС1з 6 — 7 "/о с последующей кристаллизацией образовавшейся комплексной соли диметилацетамида с хлоридом лития или кальция при 5 — 20 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

5 1. Роговин В. А. Основы химии и технологии химических волокон, «Химия», М., 1974, т. 2, с. 203 — 204.

2. Технический проект установки регенерации технологических растворов производства

10 СВМ Каменского ЗИВ, ГИПРОИВ, А-616, 1974.