以丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑的方法
2023-04-30 13:11:36
專利名稱：以丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑的方法
技術領域：
本發明屬於化工領域，具體涉及以丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑的方法。
背景技術：
丙烯酸類聚合物的應用非常廣泛，其產品主要有高分子絮凝劑、分散劑、吸水樹脂和塗料等，它們極大地豐富了人們的生活。雖然丙烯酸生產的發展，滿足了人們的需要，給企業帶來了可觀的經濟效益，但是丙烯酸產品生產過程中所排放的高濃度有機廢水與環境保護的矛盾也十分突出。在丙烯酸及其酯類產品的生產過程中產生的高濃度有機廢水主要含有醋酸、丙烯酸、丙烯酸酯、甲醛、甲醇、乙醇等有機物，目前國內對於這種高濃度有機汙水的工業化處理方法主要有以下幾類直接焚燒法，溼式催化氧化法和好氧生物法。其中， 焚燒法是目前處理高濃度丙烯酸及其酯類廢水的主流工藝，但是這種處理方法對於丙烯酸廢水而言需消耗大量的燃料油，處理成本高，同時還會產生二次廢水汙染。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術中丙烯酸廢水難處理和廢水處理成本高的問題，提供一種以鹼性丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑的方法。本發明同時還要提供一種以酸性丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑的方法和一種以中性丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑的方法。為解決以上技術問題，本發明採取的技術方案是
一種以丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑的方法，所述丙烯酸廢水的PH值在纊14之間，且所述丙烯酸廢水中含有209Γ50%質量分數的丙烯酸鹽(諸如丙烯酸鈉之類)和 /或丙烯酸酯，該方法包括如下步驟
(1)以重量份計，向反應釜中加入丙烯酸廢水100份，升溫至85°C^95°C，再往反應釜中加入質量分數為109Γ20%的鹼性溶液5 10份，調節反應體系的pH值在12 14之間，然後在 600C 100°C的溫度範圍內保溫廣2小時；所述鹼性溶液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氨水或碳酸鈉溶液；
(2)在85°C 95°C的溫度條件下，向經步驟(1)的反應體系中滴加質量分數為10%的引發劑2、份，於1小時內滴加完畢，且在滴加過程的前半小時中，每5分鐘取樣測試反應釜內固含量，保證反應釜內固含量在109Γ40%之間；引發劑滴加完畢後，取樣觀察反應釜內液體，若為粘稠透明液體，則進行步驟(3)處理，若液體渾濁不透明，則繼續向反應釜內滴加引發劑，直至液體透明；
(3)將經過步驟(2)的反應體系在85°C 95°C的溫度條件下保溫2小時，然後降溫出料，得聚丙烯酸類分散劑。優選地，所述引發劑為過硫酸鹽或過氧化物，如過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、過
氧化苯甲醯等。
優選地，步驟(2)中所述固含量在239^3 之間為好，所得聚丙烯酸類分散劑效果最好。上述方法中，引發劑使用時反應體系的pH值範圍很重要，在鹼性條件下，若反應體系的pH< 12，會嚴重影響引發劑的活性和引發效率。該方法所用的鹼性丙烯酸廢水原料中，主要含有丙烯酸鹽和丙烯酸酯，丙烯酸的含量極少；在以鹼性丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑時，廢水中丙烯酸酯和/或丙烯酸鹽的質量分數應選擇在209Γ50%之間的為好，太低難以聚合，太高聚合效果不好。一種以丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑的方法，所述丙烯酸廢水的pH 值在2飛之間，且所述丙烯酸廢水中含有59Γ40%質量分數的丙烯酸和/或丙烯酸酯和/或丙烯酸鹽，該方法包括如下步驟
(1)以重量份計，向反應釜中加入丙烯酸廢水100份，升溫至60°C 80°C，再往反應釜中加入質量分數為109Γ20%的酸性溶液5 10份，調節反應體系的pH值在2 3之間，然後在 90°C下保溫0. 5^1. 5小時；所述酸性溶液為丙烯酸、甲基丙烯酸、醋酸、羥基磷酸、馬來酸或乙二胺四乙酸溶液；
(2)在85°C 95°C的溫度條件下，向經步驟(1)的反應體系中滴加質量分數為10%的引發劑2 7份，於1小時內滴加完畢，且在滴加過程的前半小時中，每5分鐘取樣測試反應釜內固含量，保證反應釜內固含量在109Γ40%之間；引發劑滴加完畢後，取樣觀察反應釜內液體，若為粘稠透明液體，則進行步驟(3)處理，若液體渾濁不透明，則繼續向反應釜內滴加引發劑，直至液體透明；
(3)將經步驟(2)的反應體系在85°C 95°C的溫度條件下保溫2小時，然後降溫出料， 得聚丙烯酸類分散劑。優選地，所述引發劑為過硫酸鹽或過氧化物，如過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、過
氧化苯甲醯等。優選地，步驟(2)中所述固含量在239^3 之間為好，所得聚丙烯酸類分散劑效果最好。上述方法所用的丙烯酸廢水原料中，主要含有丙烯酸，因此該丙烯酸廢水呈酸性。 引發劑使用時必須控制反應體系的PH值在2 3之間，否則會嚴重影響引發劑的活性和引發效率。在以酸性丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑時，廢水中丙烯酸和/或丙烯酸酯和/或丙烯酸鹽的質量分數應選擇在59Γ40%之間為好， 40%聚合效果不好。一種以丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑的方法，所述丙烯酸廢水的pH 值在6、之間，且所述丙烯酸廢水中含有109Γ40%質量分數的丙烯酸和/或丙烯酸酯和/ 或丙烯酸鹽，該方法包括如下步驟
(1)以重量份計，向反應釜中加入丙烯酸廢水100份，升溫至60°C 100°C，保溫1小時；
(2)在85°C 95°C的溫度條件下，向經步驟(1)的反應體系中滴加酸性或鹼性溶液，調節反應體系的PH值在6 7之間，然後往反應體系中滴加質量分數為10%的引發劑2、份， 於1小時內滴加完畢，且在滴加過程的前半小時中，每5分鐘取樣測試反應釜內固含量，保證反應釜內固含量在109Γ40%之間；引發劑滴加完畢後，取樣觀察反應釜內液體，若為粘稠透明液體，則進行步驟(3)處理，若液體渾濁不透明，則繼續向反應釜內滴加引發劑，直至液體透明；
(3)將經步驟(2)的反應體系在85°C 95°C的溫度條件下保溫2小時，然後降溫出料， 得到聚丙烯酸類分散劑。優選地，所述引發劑為過硫酸鹽或過氧化物，如過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、過
氧化苯甲醯等。優選地，步驟(2)中所述固含量在239^3 之間為好，所得聚丙烯酸類分散劑效果最好。上述方法中，引發劑使用時必須控制反應體系的pH值在6 7之間，否則引發劑的活性和引發效率不高。且上述方法所用的丙烯酸廢水中丙烯酸和/或丙烯酸酯和/或丙烯酸鹽的質量分數在109Γ40%之間，若 40%體系聚合效果不好。由於以上技術方案的實施，本發明與現有技術相比具有如下優點
本發明以鹼性、酸性或中性丙烯酸廢水為原料，通過自由基聚合製備聚丙烯酸類分散劑，不僅解決了丙烯酸廢水的難處理的問題，還實現了丙烯酸廢水的回收利用，創造了新的工業價值；同時本發明製備方法還具有原料價廉、工藝簡單、易於操作的優點。
具體實施例方式下面結合具體的實施例對本發明做進一步詳細的說明，但不限於這些實施例。實施例1
本實施例中所用丙烯酸廢水原料為鹼性，其性能指標列於表1 ；本實施例製備聚丙烯酸類分散劑的方法如下配製質量分數為109Γ20%的氫氧化鈉溶液和質量分數為10%的過硫酸鈉引發劑溶液各IOOkg ；向搪瓷反應釜裡加入丙烯酸廢水1500kg，升溫至90°C，再往反應釜裡加入氫氧化鈉溶液調節釜內PH至12 14，然後在60°C 100°C的溫度下保溫皂化廣2 小時。之後在保持釜內溫度在90士5°C的條件下於1小時內向反應體系中緩慢滴加過硫酸鈉引發劑，開始聚合。聚合過程保持釜內固含量在239^3 之間。引發劑的滴加過程中，前半小時每5分鐘測試釜內固含量，因為這段時間釜內固含量會發生急劇變化，需要及時調節釜內固含量，否則會嚴整影響黏度。引發劑滴加完畢後，取樣觀察反應釜內液體，若液體渾濁不透明，則繼續向反應釜內滴加引發劑直至液體透明；若反應釜內液體為粘稠透明液體，則將反應體系在90°C下保溫2小時。然後降溫出料，得聚丙烯酸類分散劑。實施例2
本實施例中所用丙烯酸廢水原料為酸性，其性能指標列於表1 ；本實施例製備聚丙烯酸類分散劑的方法如下配製質量分數為109Γ20%的丙烯酸溶液和質量分數為10%的過硫酸鈉引發劑溶液各IOOkg ；向搪瓷反應釜裡加入丙烯酸廢水1500kg，升溫至90°C，再往反應釜裡加入丙烯酸溶液調節釜內PH至纊3，然後在60Π00 的溫度下保溫皂化0. 5 1.5小時。之後在保持釜內溫度在90士5°C的條件下於1小時內向反應體系中緩慢滴加過硫酸鈉引發劑，開始聚合。聚合過程保持釜內固含量在239^3 之間。引發劑的滴加過程中，前半小時每5分鐘測試釜內固含量，因為這段時間釜內固含量會發生急劇變化，需要及時調節釜內固含量，否則會嚴整影響黏度。引發劑滴加完畢後，取樣觀察反應釜內液體，若液體渾濁不透明，則繼續向反應釜內滴加引發劑直至液體透明；若反應釜內液體為粘稠透明液體， 則將反應體系在90°C下保溫2小時。然後降溫出料，得聚丙烯酸類分散劑。
實施例3
本實施例中所用丙烯酸廢水原料為中性，其性能指標列於表1 ；本實施例製備聚丙烯酸類分散劑的方法如下配製質量分數為10%的過硫酸鈉引發劑溶液IOOkg ；向搪瓷反應釜裡加入丙烯酸廢水1500kg，升溫至60°c 10(rc，保溫皂化1小時，此過程中通過往反應釜內加入酸性(如丙烯酸溶液)或鹼性溶液(如氫氧化鈉溶液)保持釜內液體的PH值在6 7之間， 然後在保持釜內溫度為90士5°C的條件下於1小時內向反應體系中緩慢滴加過硫酸鈉引發劑，開始聚合。聚合過程保持釜內固含量在239^3 之間。引發劑的滴加過程中，前半小時每5分鐘測試釜內固含量，因為這段時間釜內固含量會發生急劇變化，需要及時調節釜內固含量，否則會嚴整影響黏度。引發劑滴加完畢後，取樣觀察反應釜內液體，若液體渾濁不透明，則繼續向反應釜內滴加引發劑直至液體透明；若反應釜內液體為粘稠透明液體，則將反應體系在90°C下保溫2小時。然後降溫出料，得聚丙烯酸類分散劑。表1丙烯酸廢水的性能指標
權利要求
1.一種以丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑的方法，所述丙烯酸廢水的PH值在纊14之間，且所述丙烯酸廢水中含有209Γ50%質量分數的丙烯酸鹽和/或丙烯酸酯，其特徵在於所述方法包括如下步驟(1)以重量份計，向反應釜中加入丙烯酸廢水100份，升溫至85°C^95°C，再往反應釜中加入質量分數為109Γ20%的鹼性溶液5 10份，調節反應體系的ρΗ值在12 14之間，然後在 600C 100°C的溫度範圍內保溫廣2小時；所述鹼性溶液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氨水或碳酸鈉溶液；(2)在85°C 95°C的溫度條件下，向經步驟(1)的反應體系中滴加質量分數為10%的引發劑2、份，於1小時內滴加完畢，且在滴加過程的前半小時中，每5分鐘取樣測試反應釜內固含量，保證反應釜內固含量在109Γ40%之間；引發劑滴加完畢後，取樣觀察反應釜內液體，若為粘稠透明液體，則進行步驟(3)處理，若液體渾濁不透明，則繼續向反應釜內滴加引發劑，直至液體透明；(3)將經過步驟(2)的反應體系在85°C 95°C的溫度條件下保溫2小時，然後降溫出料，得聚丙烯酸類分散劑。
2.根據權利要求1所述的以丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑的方法，其特徵在於所述引發劑為過硫酸鹽或過氧化物。
3.根據權利要求1所述的以丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑的方法，其特徵在於步驟(2)中所述固含量在239^3 之間。
4.一種以丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑的方法，所述丙烯酸廢水的ρΗ值在2飛之間，且所述丙烯酸廢水中含有59Γ40%質量分數的丙烯酸和/或丙烯酸酯和/或丙烯酸鹽，其特徵在於所述方法包括如下步驟(1)以重量份計，向反應釜中加入丙烯酸廢水100份，升溫至60°C 80°C，再往反應釜中加入質量分數為109Γ20%的酸性溶液5 10份，調節反應體系的ρΗ值在2 3之間，然後在 90°C下保溫0. 5^1. 5小時；所述酸性溶液為丙烯酸、甲基丙烯酸、醋酸、羥基磷酸、馬來酸或乙二胺四乙酸溶液；(2)在85°C 95°C的溫度條件下，向經步驟(1)的反應體系中滴加質量分數為10%的引發劑2、份，於1小時內滴加完畢，且在滴加過程的前半小時中，每5分鐘取樣測試反應釜內固含量，保證反應釜內固含量在109Γ40%之間；引發劑滴加完畢後，取樣觀察反應釜內液體，若為粘稠透明液體，則進行步驟(3)處理，若液體渾濁不透明，則繼續向反應釜內滴加引發劑，直至液體透明；(3)將經步驟(2)的反應體系在85°C 95°C的溫度條件下保溫2小時，然後降溫出料， 得聚丙烯酸類分散劑。
5.根據權利要求4所述的以丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑的方法，其特徵在於所述引發劑為過硫酸鹽或過氧化物。
6.根據權利要求4所述的以丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑的方法，其特徵在於步驟(2)中所述固含量在239^3 之間。
7.一種以丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑的方法，所述丙烯酸廢水的ρΗ值在6、之間，且所述丙烯酸廢水中含有109Γ40%質量分數的丙烯酸和/或丙烯酸酯和/或丙烯酸鹽，其特徵在於所述方法包括如下步驟(1)以重量份計，向反應釜中加入丙烯酸廢水100份，升溫至60°C 100°C，保溫1小時；(2)在85°C 95°C的溫度條件下，向經步驟(1)的反應體系中滴加酸性或鹼性溶液，調節反應體系的PH值在6 7之間，然後往反應體系中滴加質量分數為10%的引發劑2、份， 於1小時內滴加完畢，且在滴加過程的前半小時中，每5分鐘取樣測試反應釜內固含量，保證反應釜內固含量在109Γ40%之間；引發劑滴加完畢後，取樣觀察反應釜內液體，若為粘稠透明液體，則進行步驟(3)處理，若液體渾濁不透明，則繼續向反應釜內滴加引發劑，直至液體透明；(3)將經步驟(2)的反應體系在85°C 95°C的溫度條件下保溫2小時，然後降溫出料， 得到聚丙烯酸類分散劑。
8.根據權利要求7所述的以丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑的方法，其特徵在於所述引發劑為過硫酸鹽或過氧化物。
9.根據權利要求7所述的以丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑的方法，其特徵在於步驟(2)中所述固含量在239^3 之間。
全文摘要
本發明涉及以丙烯酸廢水為原料製備聚丙烯酸類分散劑的方法。目前丙烯酸及其酯類生產過程中產生的高濃度有機廢水的處理方法主要是焚燒法，這種方法需消耗大量的燃料油，處理成本高，同時還會產生二次廢水汙染。本發明以鹼性、酸性或中性丙烯酸廢水為原料，通過自由基聚合製備聚丙烯酸類分散劑，不僅解決了丙烯酸廢水難處理的問題，還實現了丙烯酸廢水的回收利用，創造了新的工業價值，同時本發明製備方法工藝簡單、條件溫和，因此易於實現。
文檔編號C08F20/10GK102225976SQ20111011006
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月29日 優先權日2011年4月29日
發明者戴霞, 陳金輝 申請人:張家港市德寶化工有限公司