Раздел 28. Производство катионного водорастворимого полиэлектролита ВПК-402

Раздел 28 Производство катионного водорастворимого полиэлектролита ВПК-402

Полиэлектролит ВПК-402 (высокомолекулярный сильноосновной катионный полимер линейно-циклической структуры) выпускается в виде бесцветной до желтого цвета однородной по консистенции жидкости без посторонних включений. Применяют в качестве флокулянта и коагулянта. Производят путем полимеризации мономера диметилдиаллиламмоний хлорида, который, в свою очередь, синтезируют из аллилхлорида и диметиламина нагреванием в щелочной среде.

28.1 Описание технологических процессов, используемых в производстве катионного водорастворимого полиэлектролита ВПК-402

Промышленный способ получения полиэлектролита марки ВПК-402 - синтез мономера диметилдиаллиламмоний хлорида с последующей полимеризацией.

Принципиальная схема производства приведена на рисунке 28.1.

Рисунок 28.1 - Принципиальная схема производства водорастворимого полиэлектролита ВПК-402

Перед пуском циркуляционный контур узла синтеза мономера полностью заполняют обессоленной водой. Затем одновременно подают хлористый аллил, водный раствор диметиламина, водный раствор едкого натра.

Синтез мономера протекает при температуре реакционной смеси в пределах 40-110 °С и давлении в пределах 0,08-0,12 МПа. Пары реакционной смеси конденсируются в теплообменнике, а затем поступают в один из реакторов. Реакционная смесь после теплообменника заполняет один из реакторов, после чего закрывается запорная арматура на подаче мономера из теплообменника.

При достижении расчетных показателей производят отгонку непрореагировавшей органической фазы. После отгона органики водный раствор мономера анализируется на массовую долю мономера, хлористого натрия, гидроксида натрия, аминохлоргидратов, диметиламина и рН раствора и насосом перекачивается для полимеризации в реактор.

Полимеризацию мономера проводят в реакторах, представляющих собой вертикальные цилиндрические аппараты, снабженные мешалкой и рубашкой, в которую подведены пар и оборотная вода.

В реактор подают серную кислоту для создания буфера раствора. При достижении рН значения в пределах 3-6 и при температуре в пределах 60-110 °С в реактор загружают инициатор полимеризации персульфат аммония. Во время полимеризации рН раствора мономера поддерживают в пределах 4-6. Температура полимеризации - в пределах 60-110 °С. Полимеризация считается законченной, если при очередной загрузке порции инициатора температура в реакторе не повышается и массовая доля остаточного мономера составляет не более 5,0 %. Раствор полимера до разбавления анализируют на определение массовой доли основного вещества, хлористого натрия, кинематической вязкости, внешний вид и рН раствора.

Дополимеризация водного раствора полимера проводят в реакторах, представляющих собой вертикальные цилиндрические аппараты, снабженные мешалкой и рубашкой. По окончании дополимеризации отбирают пробу на соответствие всех показателей требованиям ТУ.

Готовый продукт полиэлектролит марки ВПК-402 из реактора насосом откачивают в емкость, в ж/д цистерну, в полиэтиленовые бочки или в тару потребителя.

Описание технологического процесса приведено в таблице 28.1, перечень основного оборудования - в таблице 28.2.

Таблица 28.1 - Описание технологического процесса производства водорастворимого полиэлектролита ВПК-402

Входной поток	Стадия технологического процесса	Выходной поток		Основное Технологическое оборудование	Природоохранное оборудование
		Основные, побочные и промежуточные продукты	Эмиссии
1	2	3.1	3.2	4	5
Диметиламин Аллил хлористый Натр едкий	Синтез мономера	Мономер диметилдиаллиламмоний хлорид		Реактор
Мономер диметилдиаллиламмоний хлорид Перекись водорода Аммоний надсернокислый	Полимеризация	Полимер диметилдиаллиламмония хлорида (полиэлектролит ВПК-402)		Реактор	Абсорбционная колонна

Таблица 28.2 - Перечень основного технологического оборудования производства водорастворимого полиэлектролита ВПК-402

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Реактор	Синтез мономера, полимеризация мономера	Вертикальный цилиндрический аппарат с рубашкой и лопастной мешалкой: Вместимость - 6,3 м 3 Диаметр - 1800 мм Высота - 5280 мм
Реактор	Полимеризация мономера	Вертикальный цилиндрический аппарат с рубашкой и мешалкой: Вместимость - 16 м 3 Диаметр - 2600 мм Высота - 3935 мм

28.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве водорастворимого полиэлектролита ВПК-402

Показатели потребления материальных и энергетических ресурсов приведены в таблице 28.3.

Таблица 28.3 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве водорастворимого полиэлектролита ВПК-402

Наименование	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
		Минимальный	Максимальный
Аллил хлористый	кг/т	-	1040
Диметиламин	кг/т	-	300
Натр едкий	кг/т	-	271
Перекись водорода	кг/т	-	6,8
Аммоний надсернокислый	кг/т	-	13,4
Азот 8 атм	тыс. м 3/т	-	0,51
Воздух КИП	тыс. м 3/т	-	0,71
Вода оборотная	тыс. м 3/т	-	0,078
Холод минус 28	Гкал/т	-	0,13
Электроэнергия		-	1,1
Пар	Гкал/т	-	3,8

Выбросы в атмосферу при производстве водорастворимого полиэлектролита ВПК-402 приведены в таблице 28.4.

Таблица 28.4 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве водорастворимого полиэлектролита ВПК-402

Наименование загрязняющего вещества	Метод очистки, обработки, повторного использования	Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Диметиламин	Абсорбционная очистка	-	3,85	-
Аллил хлористый		-	1,41	-

Сточные воды перед сбросом направляются в цех нейтрализации и очистки промышленных сточных вод - биологические очистные сооружения.

Сточные воды с указанной максимальной концентрацией перед сбросом направляются в цех нейтрализации и очистки промышленных сточных вод. Показатели сбросов загрязняющих веществ приведены в таблице 28.5.

Таблица 28.5 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве водорастворимого полиэлектролита ВПК-402

Наименование загрязняющего вещества	Направление сбросов	Показатели сбросов загрязняющих веществ, мг/л
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Хлорид-анион (хлориды)	В цех нейтрализации и очистки промышленных сточных вод	-	374	-

При производстве водорастворимого полиэлектролита ВПК-402 отходы не образуются.