Технология производства химических волокон — 3-е изд. - Ряузов A.H.
Скачать (прямая ссылка):
На регенерацию поступает водный раствор, содержащий 9— 12% роданида натрия; кроме того, в нем содержатся остатки мономеров, катализаторов и регуляторов полимеризации, а также другие примеси (до 1%)). Этот раствор фильтруется, подогревается
И направляется на выпарку. Упаренный раствор содержит 52— 54% роданида натрия и 3—6% различных примесей. Так как примеси, представляющие собой нелетучие соединения, накапливаются в растворителе, их необходимо удалить. Удаление примесей проводят различными путями: осаждением (сульфаты), ионооб-меном (соли тяжелых металлов), переводом растворителя в кристаллы и выделением примесей в маточном растворе или экстракцией (органические примеси).
Последний способ наиболее широко используется для очистки роданида натрия от примесей. Экстракция NaCNS из водных растворов проводится диизопропиловым эфиром. Сначала разбавленный раствор роданида натрия смешивают с раствором серной кислоты для выделения роданистой кислоты по схеме
2NaCNSH-H2SO4 —> Na2SO4+ 2HCNS
Получающаяся смесь поступает в абсорбер, через который протекает диизопропиловый эфир. Роданистая кислота экстрагируется эфиром и направляется в следующий абсорбер. Во втором абсорбере роданистая кислота реагирует со щелочью с образованием роданида натрия. Эмульсия роданида натрия в 'эфире направляется в разделительные аппараты, из которых выходит 25%-ный раствор чистого NaCNS и эфир. Эфир снова используется для экстракции роданистой кислоты, а раствор роданида укрепляется свежими кристаллами и вновь возвращается в производство.
Экстракцией можно очищать роданид натрия из растворов осадительной ванны и даже из стоков. Основные недостатки этого способа— большой расход серной кислоты и необходимость ее улавливания из сточных вод, а также взрывоопасность эфира, работа с которым требует осторожности.
18.8. РАСХОДНЫЕ НОРМЫ СЫРЬЯ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПОТЕРИ
Ниже приведены примерные данные, характеризующие расход (в кг на 1 кг волокна) основного сырья (мономеры, растворитель) в процессе производства полиакрилонитрильных волокон различными способами:
Диметнлфор-Днметилсуль- Родаиидный у мамидиый фоксидный
Акрилонитрил и другие COMO-
номеры........... 1,02—1,06 -1,02—1,06 1,02—1,06
Диметилформамид...... 0.08 — —
Диметилсульфоксид..... — 0,1 —
Роданид натрия . . . . . . . — — 0,036
Основные потери мономеров, полимера и растворителя происходят: при демономеризации (вследствие неполной конденсации отгоняемых мономеров); при фильтрации прядильного раствора (потери прядильного раствора при перезарядке фильтров); при формовании нитей (испарение растворителя с поверхности осадительной и вытяжных ванн; мокрые отходы жгута при перезаправке
фильер, обрывах или намотах жгута; сухие отходы — при загірай-ке жгута после сушилки; брак при нарушениях технологического режима).
Уменьшение потерь сырья в процессе производства нитей и волокон достигается, прежде всего, при строгом соблюдении техно-югических режимов на всех стадиях процесса. Перед сменой фильтр-полотен фильтр-прессы продувают для удаления из них прядильного раствора с последующим его использованием. Со снятых фильтр-полотен вымывают растворитель и направляют его на регенерацию.
При формовании нитей (жгута) из растворов в диметилформ-амиде и диметилсульфоксиде предусматривается капсюляция пря-дильно-вытяжных машин с последующим улавливанием растворителя (и мономеров) из отсасываемого воздуха.
Предусматривается использование отходов волокон. Мокрые отходы могут быть вновь растворены и из полученных растворов !формовано волокно; сухие отходы используют для получения различных изделий (нетканые материалы, ватии и др.). Для уменьшения потерь растворителя при регенерации (вследствие разложения таких растворителей, как диметилформамид и диметилсульфоксид) процесс регенерации проводят в более мягких условиях.
18.9. СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛЬНЫХ волокон
В результате сравнения описанных выше способов получения полиакрилонитрильных волокон можно сделать некоторые выводы.
1. Лучшим из рассмотренных растворителей является диметилформамид, позволяющий получить прядильные растворы меньшей вязкости с концентрацией 18 — 22% (концентрация прядильных растворов при использовании диметилсульфоксида составляет 16—18%, а при использовании роданида натрия — 10—12,5%).
2. Наиболее агрессивным растворителем является роданид натрия. При применении этого растворителя оборудование необходимо изготавливать из дорогостоящих высоколегированных сталей, в то время как при применении диметилформамида и диметилсульфоксида можно использовать оборудование из обычных нержавеющих сталей.
3. Наиболее токсичным из рассмотренных растворителей является диметилформамид, наименее токсичным — роданид натрия.
4. Все три растворителя могут быть использованы для получения прядильных растворов методом полимеризации в растворителе.
5. Расход роданида натрия в 2 раза меньше, чем диметилформамида или диметилсульфоксида, что объясняется в основном летучестью последних. В то же время способ регенерации роданида натрия более сложный, чем диметилформамида и диметилсульфоксида. Выбор растворителя в производстве полиакрилонитрильных волокон мало отражается на экономических показателях (например, на себестоимости волокна), так как при современных
