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DE1494755B - Process for the regeneration of concentrated aqueous zinc chloride solutions - Google Patents

Process for the regeneration of concentrated aqueous zinc chloride solutions

Info

Publication number
DE1494755B
DE1494755B DE1494755B DE 1494755 B DE1494755 B DE 1494755B DE 1494755 B DE1494755 B DE 1494755B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
solution
weight
polymerization
percent
zinc chloride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Masatoshi Yamauchi Ta kashi Kita jima Yoshinan Osamu Shi zuoka Yoshida Senchi Tokushima Yoshida, (Ja pan)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teijin Ltd
Original Assignee
Toho Rayon Co Ltd

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Description

Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Verfahren zur Regenerierung einer konzentrierten wäßrigen Lösung von Zinkchlorid und gegebenenfalls anderen anorganischen Salzen, welche durch Verwendung für die Polymerisation von Acrylnitril Verunreinigungen in Form von nicht flüchtigen organischen Verbindungen enthält und dadurch bei einer erneuten Verwendung eine Polymerisation negativ beeinflußt, wobei die Salzlösung einer oxydierenden Behandlung unterzogen wird.The invention relates to a process for the regeneration of a concentrated aqueous Solution of zinc chloride and optionally other inorganic salts, which by use for the polymerization of acrylonitrile impurities in the form of non-volatile organic compounds contains and thereby adversely affects polymerization when it is used again, the Saline solution is subjected to an oxidizing treatment.

Konzentrierte wäßrige Lösungen, welche als Haupt- ' bestandteil Zinkchlorid enthalten, werden als Lösungsmittel für die homogene Lösungspolymerisation oder Copolymerisation von Acrylnitril verwendet. Wenn eine derartige Salzlösung wiederholt für diesen Zweck verwendet wird, üben die aktiven organischen Verbindungen, welche darin angesammelt wurden, auf die Polymerisationsreaktion unerwünschte Einflüsse aus. Bei der Herstellung von Acrylfasern werden Acrylsäureester, wie beispielsweise Acrylsäuremethylester, Äthylacrylat u.dgl., Methacrylsäureester, wie Methacrylsäuremethylester oder Vinylazetat u. dgl, als Monomere verwendet, welche zusätzlich zu Acrylnitril polymerisiert werden sollen, wobei außerdem Vinylsulfonsäure, Allylsulfonsäure, Methallylsulfonsäure, Vinylbenzolsulfonsäure oder deren Natriumsalze zur Verbesserung der Färbbarkeit verwendet werden. Einige von ihnen, welche einen hohen Siedepunkt besitzen bzw. nicht flüchtig sind, sollen nach Abschluß der Polymerisation teilweise in der Lösung zurückbleiben. Wenn daher die Spinnlösung direkt und kontinuierlich von dem Monomer unter Verwendung der konzentrierten wäßrigen Lösung von Zinkchlorid als Lösungsmittel hergestellt wird, dann sammeln sich unvermeidbar die nicht flüchtigen Monomere oder niedrigeren Polymerisationsprodukte, die am Ende der Reaktion gebildet werden, in dieser Lösung. Bei der Herstellung von stumpfen Fasern wird auch Titanoxid od. dgl. zugesetzt. Dabei wird das oberflächenaktive Agens, welches höherwertige aliphatische Säuren od. dgl. enthält, oft für die Dispersion von Titanoxid verwendet, wobei ein derartiges oberflächenaktives Agens in der Lösung zurückbleiben soll. Die organischen Verunreinigungen werden in der nachstehenden Beschreibung auch als aktive organische Verbindungen bezeichnet.Concentrated aqueous solutions which contain zinc chloride as the main component are used as solvents used for homogeneous solution polymerization or copolymerization of acrylonitrile. When such a salt solution is used repeatedly for this purpose, exercise the active organic compounds, which have accumulated therein exert undesirable influences on the polymerization reaction. In the production of acrylic fibers, acrylic acid esters, such as acrylic acid methyl ester, Ethyl acrylate and the like, methacrylic acid esters such as methyl methacrylate or vinyl acetate and the like as Monomers used, which are to be polymerized in addition to acrylonitrile, and also Vinylsulfonic acid, allylsulfonic acid, methallylsulfonic acid, vinylbenzenesulfonic acid or their sodium salts can be used to improve dyeability. Some of them which have a high boiling point have or are not volatile, should be partially in the solution after the end of the polymerization lag behind. Therefore, when using the dope directly and continuously from the monomer the concentrated aqueous solution of zinc chloride is prepared as a solvent, then Inevitably, the non-volatile monomers or lower polymerization products collect, which are formed at the end of the reaction in this solution. In the production of blunt fibers Titanium oxide or the like is also added. The surface-active agent, which higher quality Aliphatic acids or the like. Contains, often used for the dispersion of titanium oxide, such surfactant should remain in the solution. The organic impurities are in the in the following description also referred to as active organic compounds.

Die durch Lösungspolymerisation hergestellte Spinnlösung, welche diese aktiven organischen Verbindungen enthält, wird in an sich bekannter Weise durch Spinndüsen in das Koagulationsband gepreßt, welches eine verdünnte wäßrige Lösung eines oder mehrerer anorganischer Salze enthält, wobei die Fasern entstehen und der größte Teil der aktiven organischen Verbindungen auf Grund ihres niedrigen Molekulargewichtes in das Koagulationsbad übertragen wird.The spinning solution produced by solution polymerization, which contains these active organic compounds contains, is pressed in a known manner through spinnerets into the coagulation belt, which contains a dilute aqueous solution of one or more inorganic salts, the fibers being formed and most of the active organic compounds due to their low molecular weight is transferred into the coagulation bath.

Wird das Koagulationsbad, welches eine Vergleichsweise verdünnte Salzlösung ist, durch Verdampfung konzentriert und erneut als Lösungsmittel zur Herstellung einer Spinnlösung mit Polyacrylnitril oder Copolymeren verwendet, üben die in der Lösung enthaltenen aktiven organischen Verbindungen jedoch unerwünschte Einflüsse aus, da sie von dem Polymerisationsinitiator herrührende Radikale oder Polymerradikale verbrauchen, wodurch die Ausbeute an unerwünschtem Polymer extrem gesenkt, die Polymerlösung entfärbt, die daraus erzielbare Faser brüchig und die Gewinnung einer weißen Faser behindert wird. — Bisher wurde noch kein zufriedenstellendes Verfahren zur Entfernung und Inaktivierung der organischen Verunreinigungen in der konzentrierten Salzlösung, welche in der Hauptsache Zinkchlorid enthält, vorgeschlagen. Selbst bei Anwendung eines starken Oxydationsmittels läßt sich die gewünschte Wirkung nicht erzielen.The coagulation bath, which is a comparatively dilute saline solution, becomes by evaporation concentrated and again as a solvent to prepare a spinning solution with polyacrylonitrile or Copolymers used, however, exercise the active organic compounds contained in the solution undesirable influences, since they are radicals or polymer radicals originating from the polymerization initiator consume the polymer solution, which extremely lowers the yield of undesired polymer discolored, the fiber that can be obtained from it becomes brittle and the production of a white fiber is hindered will. - So far there has been no satisfactory method of removing and inactivating the organic impurities in the concentrated salt solution, which are mainly zinc chloride contains, proposed. Even if a strong oxidizing agent is used, the desired Not having an effect.

Zur Reinigung einer konzentrierten Zinkchloridlösung von Verunreinigungen in Form von anorganisehen Metallsalzen ist bereits ein Verfahren bekanntgeworden, wobei die Lösung mit einem wasserlöslichen Persulfat behandelt wird (USA.-Patentschrift 2 746 840). Die zu reinigende Lösung wurde noch nicht für die Polymerisation von Acrylnitril verwendet und enthält folglich auch keine Verunreinigungen in Form von aktiven organischen Verbindungen. Eine Reinigung durch Anwendung von Wasserstoffperoxid führte wegen möglicher Nebenreaktionen nicht zum gewünschten Erfolg.For cleaning a concentrated zinc chloride solution from impurities in the form of inorganic see Metal salts is already a process known, whereby the solution with a water-soluble Persulfate is treated (U.S. Patent 2,746,840). The solution to be cleaned has not yet been made for the Polymerization of acrylonitrile used and consequently does not contain any impurities in the form of active organic compounds. Purification by application of hydrogen peroxide resulted not to the desired success because of possible side reactions.

Es ist allgemein bekannt, daß Wasserstoffperoxid leicht zersetzbar ist, um unter alkalischen Bedingungen Sauerstoff abzugeben; jedoch ist die Oxydationskraft in saurem Zustand reichlich gering. Der pH-Wert der konzentrierten wäßrigen Lösung von Zinkchlorid ist sehr niedrig. Dieser Wert ist beispielsweise etwa gleich Null in einer 60%igen Lösung, und er beträgt etwa 1 bei einer 50%igen Lösung. Selbst wenn versucht würde, den pH-Wert der Lösung zu erhöhen, so ist eine Erhöhung des pH-Wertes über 3 sehr schwierig, und es läßt sich Zinkhydroxid ausfällen, welches unerwünschte Wirkungen auf die Polymerisation ausübt und Schwierigkeiten in der Lagerung und beim Transport der Lösung ergibt. Infolgedessen wurde die Verwendung von Wasserstoffperoxid zur Entfernung und Inaktivierung der aktiven organischen Verbindungen in einer konzentrierten Zinkchloridlösung bisher als praktisch unmöglich angesehen.It is well known that hydrogen peroxide is readily decomposable to under alkaline conditions To give off oxygen; however, the oxidizing power in the acidic state is rather poor. The pH of the concentrated aqueous solution of zinc chloride is very low. This value is roughly the same, for example Zero in a 60% solution, and it's about 1 in a 50% solution. Even when tried would raise the pH of the solution, increasing the pH above 3 is very difficult, and zinc hydroxide can precipitate, which has undesirable effects on the polymerization exercises and results in difficulties in storage and transportation of the solution. Consequently was the use of hydrogen peroxide to remove and inactivate the active organic Compounds in a concentrated zinc chloride solution previously considered practically impossible.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur wirksamen Entfernung und Inaktivierung der organischen Verunreinigungen zu schaffen.The object of the invention is to provide a method for effective removal and inactivation of organic impurities to create.

Die Erfindung besteht darin, daß die Salzlösung in Gegenwart von 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent basischer Verbindungen bei einer Temperatur von 90 bis 1000C mit 0,3 bis 1,0 Gewichtsprozent Wasserstoffperoxid oxydiert und anschließend gefiltert wird. — Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Wasserstoffperoxid in Gegenwart von basischen Verbindungen wirksam anwendbar ist, um die aktiven organischen Verbindungen in der konzentrierten Zinkchloridlösung zu entfernen und zu inaktivieren. Wenn die basischen Verbindungen in einer Gewichtsmenge von wenigstens 0,1% und vorzugsweise in einer Gewichtsmenge von 0,4 bis 1,0% zugesetzt werden, wird Wasserstoffperoxid aktiviert, um die organischen Verbindungen trotz des niedrigen pH-Wertes der Salzlösung, der beispielsweise nahe 2 liegt, wirksam zu entfernen und zu inaktivieren. Als überraschend muß hierbei die Tatsache angesehen werden, daß gerade Wasserstoffperoxid bei der Entfernung und Inaktivierung von organischen Verunreinigungen so wirksam ist, weil dies auf Grund des bekannten, weniger guten Erfolges bei der Entfernung und Inaktivierung von anorganischen Metallsalzverunreinigungen nicht zu erwarten war.The invention consists in that the salt solution is oxidized in the presence of 0.1 to 1.0 percent by weight of basic compounds at a temperature of 90 to 100 ° C. with 0.3 to 1.0 percent by weight of hydrogen peroxide and then filtered. The invention is based on the finding that hydrogen peroxide can be used effectively in the presence of basic compounds in order to remove and inactivate the active organic compounds in the concentrated zinc chloride solution. If the basic compounds are added in an amount by weight of at least 0.1% and preferably in an amount by weight of 0.4 to 1.0%, hydrogen peroxide is activated to remove the organic compounds despite the low pH of the saline solution, for example close to 2 lies, effective to remove and inactivate. The fact that hydrogen peroxide in particular is so effective in removing and inactivating organic impurities must be regarded as surprising because this was not to be expected due to the known, less good success in removing and inactivating inorganic metal salt impurities.

Als basische Verbindungen werden vorzugsweise eine oder mehrere der folgenden Verbindungen verwendet: Zinkoxid,Ammoniumhydroxid,Ammoniumkarbonat, Natriumhydroxid, Natriumkarbonat, Kalziumoxid, Kalziumhydroxid, Magnesiumoxid, Magnesiumhy-The basic compounds used are preferably one or more of the following compounds: Zinc oxide, ammonium hydroxide, ammonium carbonate, sodium hydroxide, sodium carbonate, calcium oxide, Calcium hydroxide, magnesium oxide, magnesium hy-

droxid. Zinkoxid ist in erster Linie vorzuziehen, da dieses ebenso wie das Lösungssalz eine Zinkverbindung ist. Als Zusatz läßt sich aber auch eine Mischung von zwei oder mehr der vorgenannten basischen Verbindungen verwenden. Vorzugsweise wird eine oder werden mehrere dieser basischen Verbindungen entsprechend der Zusammensetzung der Lösungssalze in der zu behandelnden Lösung ausgewählt. Selbst wenn 1,0 Gewichtsprozent oder mehr der basischen Verbindungen zugesetzt wird, läßt sich die Reinigungswirkung kaum verbessern. In einigen Fällen kann der Überschuß an basischer Verbindung nicht gelöst werden. Der Überschuß ist nicht nur wertlos, sondern kann auch Schwierigkeiten in der Lagerung oder beim Transport der Lösung und außerdem ein Hindernis bei der Polymerisation sein.droxid. Zinc oxide is primarily preferable because it, like the solution salt, is a zinc compound is. However, a mixture of two or more of the aforementioned basic compounds can also be used as an additive use. Preferably, one or more of these basic compounds will be used accordingly the composition of the solution salts in the solution to be treated is selected. Self when 1.0% by weight or more of the basic compounds is added, the detergency can hardly be improved. In some cases, the Excess of basic compound cannot be dissolved. The excess is not only worthless, it is It can also have difficulties in storing or transporting the solution and it can also be an obstacle be in the process of polymerization.

Die Bestimmung oder Festlegung der Konzentration der basischen Verbindung wird in Übereinstimmung mit JIS-K 1428 und JIS-K8111 durchgeführt, wobei als konzentrierte wäßrige Salzlösung eine Lösung von etwa 10 g reinem Zinkchlorid in etwa 10 ml Wasser genommen wird und mehrere Tropfen des Indikators einer Methylorangelösung (0,1%) der sich ergebenden Lösung zugesetzt werden. Durch Titrierung von IN-Salzsäure läßt sich die basische Verbindungskonzentration nach der folgenden Gleichung aus dem Farbumschlag des Indikators berechnen:The determination or setting of the concentration of the basic compound is made in accordance carried out with JIS-K 1428 and JIS-K8111, using a solution of about 10 g of pure zinc chloride is taken in about 10 ml of water and several drops of the indicator a methyl orange solution (0.1%) can be added to the resulting solution. By titrating IN hydrochloric acid the basic compound concentration can be determined from the color change according to the following equation calculate the indicator:

C =C =

0.041 ■ D 0.041 ■ D

100,100,

Basische VerbindungBasic compound 0.20.2 0,40.4 0,60.6 0,80.8 (Gewichtsprozent) ...(Weight percent) ... ZinkchloridZinc chloride (Gewichtsprozent)(Weight percent) 1 71 7 -> ι -> ι ^3^ 3 ~>4~> 4 54 54 1 21 2 1 41 4 1 61 6 1 81 8 58 58 0.80.8 1,31.3 1,51.5 UU 60 60

zugsweise als Lösungsmittel zur Herstellung der Spinnlösung von Acrylnitrilhomo- oder -mischpolymerisaten verwendet.preferably as a solvent for the preparation of the spinning solution of acrylonitrile homopolymers or copolymers used.

Um die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens.To the effect of the method according to the invention.

zur Entfernung und Inaktivierung der organischen Verunreinigungen darzulegen, zeigt die nachfolgende Tabelle 2 die Prüfungsergebnisse, wobei die konzentrierte wäßrige Zinkchloridlösung als Lösungsmittel zur Polymerisation des Monomers von Acrylnitril in einer Menge von wenigstens 85 Gewichtsprozent verwendet wurde. Diese Lösung wurde gereinigt durch Behandlung der bereits als Lösungsmittel für die Polymerisation verwendeten Salzlösung, die dem Koagulationsbad nach dem Spinnvorgang entnommen, eingedampft und mit Zinkoxid in der Weise behandelt wurde, daß die Konzentration der in dieser Lösung enthaltenen basischen Verbindungen einen Wert von 0,6 Gewichtsprozent hatte, woraufhin die Behandlung mit Wasserstoffperoxid bei einer Temperatur von 950C 60 Minuten lang durchgeführt wurde. Die Viskosität wird durch die Zeit in Sekunden angegeben, während welcher eine Stahlkugel von 0,315 cm Durchmesser bei einer Temperatur von 45°C in der polymeren Lösung 20 cm tief eindringt.for removing and inactivating the organic impurities, the following Table 2 shows the test results, wherein the concentrated aqueous zinc chloride solution was used as a solvent for the polymerization of the monomer of acrylonitrile in an amount of at least 85 percent by weight. This solution was purified by treating the salt solution already used as a solvent for the polymerization, which was removed from the coagulation bath after the spinning process, evaporated and treated with zinc oxide in such a way that the concentration of the basic compounds contained in this solution was 0.6 Percent by weight had, whereupon the treatment with hydrogen peroxide was carried out at a temperature of 95 0 C for 60 minutes. The viscosity is given by the time in seconds during which a steel ball 0.315 cm in diameter at a temperature of 45 ° C. penetrates the polymeric solution to a depth of 20 cm.

Als Grundlage für die angegebenen Werte der Transparenz dient die Bedingung, daß die Lichtwellenlänge 420 ma beträgt und das Prüfstück 20 mm stark ist.The condition that the light wavelength serves as the basis for the specified values of transparency 420 ma and the test piece is 20 mm thick.

Tabelle 2Table 2

wobei C die basische Verbindungskonzentration in Gewichtsprozenten, S das zu prüfende Material in Gramm und D die verwendete IN-Salzsäure in Milliliter ist.where C is the basic compound concentration in percent by weight, S is the material to be tested in grams and D is the IN hydrochloric acid used in milliliters.

Es ist unbedingt erforderlich, die Konzentration der basischen Verbindungen von 0,4 bis 1,0 Gewichtsprozent einzuhalten, um die aktiven organischen Verbindungen zu entfernen und zu inaktivieren, da andererseits die Polymerisation behindert wird. Wird diese Bedingung nicht erfüllt, läßt sich der gewünschte Zweck nicht zufriedenstellend erreichen. Das Vorhandensein der basischen Verbindungen läßt Wasserstoffperoxid selbst im sauren Zustand der wäßrigen Zinkchloridlösung aktiv werden. Die Veränderung des pH-Wertes der wäßrigen Zinkchloridlösung, welcher Zinkoxid zugesetzt wurde, wird in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben:It is absolutely necessary to keep the concentration of the basic compounds from 0.4 to 1.0 percent by weight adhere to in order to remove and inactivate the active organic compounds, since on the other hand, the polymerization is hindered. If this condition is not met, the desired Failure to achieve the purpose satisfactorily. The presence of the basic compounds leaves hydrogen peroxide become active even in the acidic state of the aqueous zinc chloride solution. The change the pH of the aqueous zinc chloride solution to which zinc oxide has been added is shown in the following Table 1 indicated:

50 Tabelle 1 50 Table 1

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß man eine aus dem Koagulationsbad für Acrylnitrilpolymerisatfasern entnommene Salzlösung verwendet, die durch Verdampfen von Wasser und anderen llüchiigen Bestandteilen auf eine vorgegebene Salzkonzentration gebracht worden ist. Nach der Reuonerierunii wird diese Salzlösung vor-A preferred embodiment of the invention consists in that one from the coagulation bath saline solution extracted from acrylonitrile polymer fibers is used, which is produced by evaporation of water and other lubricious ingredients to a predetermined one Salt concentration has been brought. After the reunification, this salt solution is

H2O2
(Gewichts
prozent)
H 2 O 2
(Weight
percent)
Polymeri
sationsertrag
(Polymeri
sationszeit
5 Std.)
Polymeri
station yield
(Polymeri
sation time
5 hours)
Transparenz
(%)
(420 m:x
Stärke 20 mm)
transparency
(%)
(420 m : x
Thickness 20 mm)
Viskosität
(Sek.)
viscosity
(Sec.)
00 89,589.5 5353 8585 0,10.1 90,790.7 5555 9898 0,20.2 92,592.5 5858 113113 0,30.3 94,394.3 6262 133133 0,40.4 94,694.6 6565 130130 0,50.5 94,594.5 6666 131131 0,60.6 94,594.5 6565 132132

Aus diesen Resultaten ergibt sich, daß die Behandlung mit Wasserstoffperoxid sehr viel zur Erhöhung des Polymerisationsertrages und zur Verhinderung tuner Entfärbung der Spinnlösung beiträgt. Vorzugsweise wird Wasserstoffperoxid mit mehr als 0,1 Gewichtsprozent als reiner Bestandteil in bezug auf die zu behandelnde Lösung verwendet und mit 0,3 bis 1,0 Gewichtsprozent, wenn die aktiven organischen Verbindungen in größerer Menge vorhanden sind. Die Reaktion wird wirkungsvoll bei einer Temperatur von wenigstens 900C durchgeführt und vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 95 und 100° C.From these results it can be seen that the treatment with hydrogen peroxide contributes very much to increasing the polymerization yield and to preventing the discoloration of the spinning solution. Hydrogen peroxide is preferably used with more than 0.1 percent by weight as a pure component with respect to the solution to be treated and with 0.3 to 1.0 percent by weight if the active organic compounds are present in larger amounts. The reaction is effectively carried out at a temperature of at least 90 0 C and preferably at a temperature ° between 95 and 100 C.

Andererseits werden durch Veränderung des basischen Verbindungsgehaltes bei der Reaktion, wenn die Oxydationsbehandlung mit Wasserstoffperoxid durchgeführt wird, die in Tabelle 3 zusammengestellten Resultate erhalten, wobei der Säuregehalt in Gewichtsprozent freier Salzsäure und der basische Verbindungsgehalt in Gewichtsprozent der basischen Verbindung in der konzentrierten wäßrigen Zinkchloridlösung angegeben ist. Die Behandlung wurde bei Verwendung von Wasserstoffperoxid in einer Menge von 0,4 Gewichtsprozent als reiner Bestandteil bei einer Tempo-On the other hand, by changing the basic compound content in the reaction, if the Oxidation treatment with hydrogen peroxide is carried out, which are summarized in Table 3 Results obtained, the acid content in percent by weight of free hydrochloric acid and the basic compound content in percent by weight of the basic compound is indicated in the concentrated aqueous zinc chloride solution. Treatment was when in use of hydrogen peroxide in an amount of 0.4 percent by weight as a pure component at a speed

ratur von 97° C 30 Minuten lang unter Umrühren durchgeführt. Die Spalte 1 in Tabelle 3 gibt die Resultate wieder, welche bei Überprüfung einer konzentrierten wäßrigen Zinkchloridlösung erzielt wurden, welche nicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wurde.temperature of 97 ° C for 30 minutes with stirring accomplished. Column 1 in Table 3 shows the results obtained when checking a concentrated aqueous zinc chloride solution were achieved, which not by the method according to the invention was treated.

Tabelle 3Table 3

Säuregehalt (Gewichtsprozent) ....Acidity (percent by weight) ....

Basische Verbindung Basic compound

Br-Wert Br value

Absorptions-Index der behandelten
Lösung (Wellenlänge 265 m)
(Stärke 10 mm)
Absorption index of the treated
Solution (wavelength 265 m)
(Thickness 10 mm)

Kohlenstoffbestandteil in der
Lösung (Gewichtsprozent)
Carbon component in the
Solution (weight percent)

Polymerisationsertrag (%) Polymerization yield (%)

22 33 Testtest 44th Nr.No. 55 66th 7 '7 ' 11 0,20.2 0,30.3 - - - - - - 0,10.1 0,20.2 0,40.4 0,60.6 - 6,756.75 6,386.38 2,632.63 0,800.80 0,320.32 0,280.28 7,587.58 0,930.93 0,800.80 0,680.68 0,600.60 0,590.59 0,500.50 10,710.7 0,0430.043 0,0370.037 0,0300.030 0,0250.025 0,0220.022 0,0180.018 0,0440.044 83,283.2 89,389.3 93,693.6 94,094.0 94,994.9 94,894.8 70,370.3

0,015
95,0
0.015
95.0

Aus den vorstehenden Ergebnissen ist zu ersehen, daß die Behandlung mit Wasserstoffperoxid um so wirkungsvoller ist, wenn der Gehalt an basischen Verbindungen größer ist als 0,1 Gewichtsprozent. Unmittelbar im Anschluß an die Behandlung wird die Lösung gefiltert.From the above results it can be seen that the treatment with hydrogen peroxide does so is more effective if the content of basic compounds is greater than 0.1 percent by weight. The solution is filtered immediately after the treatment.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem kann demnach im großen und ganzen als gelöst angesehen werden. Wenn jedoch nicht verbrauchtes Wasserstoffperoxid und unzureichend behandelte aktive organische Verbindungen zurückbleiben, wird die Lösung einer Reduktion unterworfen, um diesen Rest vollkommen zu entfernen und zu inaktivieren, so daß die Polymerisation nicht behindert wird. Als Reduktionsmittel können viele Stoffe verwendet werden, von denen sich Zinkpulver als besonders wirksam erwiesen hat. Die Zinkbehandlung wird durch Zusatz von 0,1 bis 0,3 Gewichtsprozent Zinkpulver zur Lösung unter den gleichen Umständen wie bei der Wasserstoffperoxidbehandlung durchgeführt. Um die Reinigung noch wirksamer durchzuführen, kann aktive Holzkohle in einer Menge von 0,1 bis 0,2 Gewichtsprozent der Lösung zugesetzt werden, nachdem die Zinkbehandlung abgeschlossen wurde, wobei die Reaktionsbedingungen die gleichen sind wie bei der Wasserstoffperoxidbehandlung.The problem on which the invention is based can therefore by and large be regarded as being solved will. However, if not consumed hydrogen peroxide and insufficiently treated active organic compounds remain, the solution is subjected to a reduction to this To completely remove and inactivate the rest, so that the polymerization is not hindered. When Many substances can be used as reducing agents, of which zinc powder is particularly effective has proven. The zinc treatment is done by adding 0.1 to 0.3 percent by weight of zinc powder Solution is carried out under the same circumstances as for the hydrogen peroxide treatment. To the To carry out cleaning even more effectively, active charcoal can be used in an amount of 0.1 to 0.2 percent by weight be added to the solution after the zinc treatment has been completed, the Reaction conditions are the same as in the hydrogen peroxide treatment.

Die Polymerisation oder Copolymerisation von Acrylnitril in der konzentrierten wäßrigen Lösung eines anorganischen Salzes oder anorganischer Salze, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gereinigt wurde, kann gemäß einem beliebgen an sich bekannten Verfahren durchgeführt werden. Besonders vorteilhaft kann es indessen sein, wenn als Polymerisationsinitiator eine organische Verbindung, wie beispielsweise α,α'-Azobis-iso-butylnitril u. dgl., oder die oxydierenden Verbindungen, wie Wasserstoffperoxid, Ammoniumpersulfat, Kaliumpersulfat und Natriumpersulfat oder Redox-Katalysatoren, welche das vorgenannte Oxydationsmittel enthalten, und ein Reduktionsmittel, wie beispielsweise Natriummetbisulfit oder Kaliummetbisulfit, verwendet wird.The polymerization or copolymerization of acrylonitrile in the concentrated aqueous solution an inorganic salt or inorganic salts which are purified by the process according to the invention can be carried out according to any method known per se. Especially However, it can be advantageous if an organic compound such as for example α, α'-azobis-iso-butylnitrile and the like, or the oxidizing compounds such as hydrogen peroxide, ammonium persulfate, potassium persulfate and Sodium persulfate or redox catalysts which contain the aforementioned oxidizing agent, and a reducing agent such as sodium metbisulfite or potassium metbisulfite is used.

Wenn die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelte Lösung als Lösungsmittel verwendet wird, kann der Polymerisationsertrag nach Ablauf einer gewissen Zeit auf einen zufriedenstellenden Wert erhöht werden, so daß sich zeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch wirtschaftlich äußerst günstig ist, da das Lösungssalz, wie beispielsweise Zinkchlorid,If the solution treated by the process according to the invention is used as a solvent, the polymerization yield can reach a satisfactory level after a lapse of time are increased, so that it is shown that the process according to the invention is also extremely economically advantageous is because the solution salt, such as zinc chloride,

kaum verlorengeht.is hardly lost.

Es mag noch darauf hingewiesen werden, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch Metall-Ionen, wie eisenhaltige Ionen, aus der konzentrierten wäßrigen Lösung von anorganischen Salzen ebenso wie dieIt should also be pointed out that the method according to the invention also metal ions, such as iron-containing ions, from the concentrated aqueous solution of inorganic salts as well as the

aktiven organischen Verbindungen entfernen kann. Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren an Hand eines Durchfuhrungsbeispiels im einzelnen erläutert.can remove active organic compounds. The process of the present invention is described below explained in detail using an implementation example.

3535

Beispielexample

Die monomere Lösung von 89,0 Gewichtsteilen Acrylnitril, 9,5 Gewichtsteilen Methylacrylat und 1,5 Gewichtsteilen Natriumallylsulfonat in 1000 Gewichtsteilen konzentrierter wäßriger Lösung anorga-The monomeric solution of 89.0 parts by weight of acrylonitrile, 9.5 parts by weight of methyl acrylate and 1.5 parts by weight of sodium allyl sulfonate in 1000 parts by weight of concentrated aqueous solution of inorganic

nischer Salze nach Spalte A in Tabelle 4 wurde gründlich umgerührt und unter Verwendung von Wasserstoffperoxid als Polymerisationsinitiator polymerisiert. Die sich ergebende Spinnlösung wurde durch Spinndüsen in ein Koagulationsbad versponnen, wel-Nischer salts according to column A in Table 4 was stirred thoroughly and using hydrogen peroxide polymerized as a polymerization initiator. The resulting dope was through Spinnerets spun in a coagulation bath, wel-

ches 15 Gewichtsprozent der gleichen Salze wie die Spinnlösung enthielt. Die anorganischen Salze in der Spinnlösung wurden nach und nach in das Koagulationsbad zusammen mit den unbehandelten Monomeren und wasserlöslichen organischen Verunreini-Ches contained 15 percent by weight of the same salts as the spinning solution. The inorganic salts in the Spinning solutions were gradually added to the coagulation bath along with the untreated monomers and water-soluble organic contaminants

gungen, welche am Schluß der Polymerisationsreaktion gebildet wurden, übergeführt. Die Konzentration der anorganischen Salze im Koagulationsbad betrug am Schluß annähernd 18 Gewichtsprozent. Unter reduziertem Druck wurden Wasser und diecompounds which were formed at the end of the polymerization reaction, transferred. The concentration of the inorganic salts in the coagulation bath was approximately 18 percent by weight at the end. Under reduced pressure, water and the

unbehandelten flüchtigen Monomere aus der Lösung entfernt, so daß die Konzentration der anorganischen Salze darin 58 Gewichtsprozent betrug. Die auf diese Weise behandelte konzentrierte wäßrige Lösung, welche als Lösung 1 bezeichnet wird, wurde alsuntreated volatile monomers removed from the solution, so that the concentration of inorganic Salts therein was 58 percent by weight. The concentrated aqueous solution treated in this way, which is referred to as Solution 1 has been identified as

Lösungsmittel für die Polymerisation verwendet. 500 Gewichtsteilen der Lösung 1 wurden 44,5 Gewichtsteile Acrylnitril, 4,75 Gewichtsteile Methylacryl und 0,75 Gewichtsteile Natriumacrylsulfonat zugesetzt. Der sich daraus ergebenden Lösung wurdenSolvent used for polymerization. 500 parts by weight of Solution 1 became 44.5 parts by weight Acrylonitrile, 4.75 parts by weight methyl acrylic and 0.75 parts by weight sodium acrylic sulfonate added. The resulting solution were

nach kräftigem Umrühren 0,064 Gewichtsteile Wasserstoffperoxid als Polymerisationsinitiator zugefügt und 6 Stunden lang im Reaktionsbehälter stehengelassen, welcher auf einer Temperatur von 450C gehaltenafter vigorous stirring was added 0.064 parts by weight of hydrogen peroxide as a polymerization initiator and 6 hours allowed to stand in the reaction vessel which maintained at a temperature of 45 0 C

wurde. Der Polymerisationsertrag, die Transparenz und die Viskosität der erzielten polymeren Lösung sind in Spalte B der Tabelle dargestellt, welche in der gleichen Weise wie in Tabelle 2 bestimmt wurde. Wie aus den Resultaten zu sehen ist, ist es unmöglich, den Spinnvorgang sauber und glatt durchzuführen und eine ausgezeichnete Faser in völliger Klarheit und Weise zu erreichen.would. The polymerization yield, the transparency and the viscosity of the polymeric solution obtained are shown in column B of the table, which was determined in the same manner as in Table 2. As can be seen from the results, it is impossible to carry out the spinning operation cleanly and smoothly and to achieve an excellent fiber in complete clarity and manner.

Andererseits wurden 1000 Gewichtsteilen der Lösung 1 die in Spalte C der Tabelle angegebenen Verbindungen zugesetzt. Die sich ergebende Lösung wurde erhitzt und derart behandelt, daß ihr Gehalt an basischen Verbindungen auf die in Spalte D angegebenen Werte gebracht werden konnte. Alsdann wurde die Lösung durch Zusatz von Wasserstoffperoxid unter den in Spalte E angegebenen Bedingungen behandelt, wobei umgerührt und nach abgeschlossener Reaktion abgefiltert wurde, so daß die organischen Verunreinigungen entfernt und inakti-On the other hand, 1000 parts by weight of the solution 1 became the compounds shown in column C of the table added. The resulting solution was heated and treated so that its content of basic compounds could be brought to the values given in column D. Then the solution was made by adding hydrogen peroxide under the conditions given in column E. treated, stirred and filtered off after the reaction was complete, so that the organic impurities removed and inactive

viert wurden, um die Polymerisation nicht mehr schädlich beeinflussen zu können. In einigen Fällen wurde eine Nachbehandlung mit Zinkpulver und aktiver Holzkohle durchgeführt, wie in den Spalten F und G angegeben ist. Die konzentrierte wäßrige Lösung der anorganischen Salze, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wurde, und als Lösung 2 bezeichnet ist, war klar und transparent und hatte kaum noch organische Unreinheiten. Die Resultate sind in Spalte H angegeben, welche die Wirkungen in der Entfernung und Inaktivierung der organischen Verunreinigungen nach der Erfindung zeigt. Die Polymerisationsresultate unter Verwendung der Lösung 2 als Lösungsmittel in der gleichen Weise wie bei der Lösung 1 sind in Spalte I angegeben, welche beweist, daß die Salzlösung, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren regeneriert wurde, sich ohne weiteres als Lösungsmittel für die Polymerisation eignet.fourth in order to no longer be able to adversely affect the polymerization. In some cases a post-treatment with zinc powder and active charcoal was carried out, as in columns F and G is indicated. The concentrated aqueous solution of the inorganic salts, which after the Method according to the invention was treated, and is referred to as solution 2, was clear and transparent and had hardly any organic impurities. The results are given in column H, which represents the Effects in the removal and inactivation of the organic contaminants according to the invention indicates. The polymerization results using Solution 2 as a solvent in the same manner as in solution 1 are given in column I, which proves that the saline solution, which after the Process according to the invention was regenerated readily as a solvent for the polymerization suitable.

• Tabelle 4• Table 4

Salze des Lösungsmittels
Zinkchlorid
Salts of the solvent
Zinc chloride

(Gewichtsprozent) (Weight percent)

NatriumchloridSodium chloride

(Gewichtsprozent) (Weight percent)

AmmoniumchloridAmmonium chloride

(Gewichtsprozent) (Weight percent)

Reines WasserPure water

(Gewichtsprozent) (Weight percent)

Polymerisation mit
unbehandeltem Lösungsmittel Polymerisationsertrag (%)..
Polymerization with
untreated solvent polymerization yield (%) ..

Transparenz der polymeren Lösung (%) Transparency of the polymer solution (%)

Viskosität der polymeren Lösung (Sek.) Viscosity of the polymer solution (sec.)

Zugesetzte basische
Verbindungen
Zinkoxid
Added basic
links
zinc oxide

(Gewichtsteile) (Parts by weight)

AmmoniumhydroxidAmmonium hydroxide

(Gewichtsteile) (Parts by weight)

AmmoniumkarbonatAmmonium carbonate

(Gewichtsteile) (Parts by weight)

NatriumhydroxidSodium hydroxide

(Gewichtsteile) (Parts by weight)

NatriumkarbonatSodium carbonate

(Gewichtsteile) (Parts by weight)

Gehalt an basischen Verbindungen (Gewichtsprozent)Content of basic compounds (percent by weight)

Zugesetztes Wasserstoffsuperoxid (Gewichtsprozent) Behandlungstemperatur (0C).. Behandlungszeit (Min.)... Added hydrogen peroxide (percent by weight) Treatment temperature (0 C) .. Treatment time (min.) ...

Zugesetztes ZinkpulverAdded zinc powder

(Gewichtsprozent) (Weight percent)

Behandlungstemperatur (0C).. Behandlungszeit (Min.) Treatment temperature (0 C) .. Treatment time (min.)

0 0 0 00 0 0 0

0,700.70

0,3 95 300.3 95 30

0,2 100 30 0
0
0
0
0
0.2 100 30 0
0
0
0
0

4
42
4th
42

90,790.7

89.89

7
0
0
0
0
7th
0
0
0
0

0,610.61

0,5
95
30
0.5
95
30th

0 00 0 00 7 07 0 00 0 90 9 00 0 00 0 00 0 00 0 00 0,620.62 0,590.59 0,3
100
30
0.3
100
30th
• 0,3
95
30
• 0.3
95
30th
0,2
100
30
0.2
100
30th
00

0
0
0
0

109 508/352109 508/352

FortsetzunaTo continue

Aktive HolzkohleActive charcoal

(Gewichtsprozent) (Weight percent)

Behandlungstemperatur (° C).. Behandlungszeit (Min.) Treatment temperature (° C) .. Treatment time (min.)

Behandelte LösungTreated solution

Br-Wert Br value

Transparenz (%) Transparency (%)

KohlenstoffgehaltCarbon content

(Gewichtsprozent) (Weight percent)

Absorptions-Index Absorption index

Polymerisation mit behandelter Lösung
Polymerisationsertrag (%)..
Polymerization with treated solution
Polymerization yield (%) ..

Transparenz (%) Transparency (%)

Viskosität (%) Viscosity (%)

00 00 00 00 ' 0'0 0,10.1 - - - - - 100100 00 00 - - - 3030th 0,320.32 0,330.33 7,587.58 0,310.31 0,330.33 0,270.27 9898 9999 8787 9999 9999 9898 0,0180.018 0,0180.018 0,0310.031 0,0180.018 0,0150.015 0,0190.019 0,500.50 0,500.50 1,031.03 0,480.48 0,510.51 0,380.38 94,694.6 94,794.7 87,387.3 94,894.8 94,794.7 95,095.0 6868 7070 4343 6666 6868 6767 130130 131131 100100 131131 133133 129129

(Fortsetzung)'(Continuation)'

87,2
42
100
87.2
42
100

A.A. 88th 5454 00 00 00 88th 00 00 5050 00 00 00 00 44th 00 00 00 00 77th 00 44th 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 99 44th 00 00 00 00 4242 77th 00 00 00 00 00 4242 77th 00 00 B.B. 00 87,687.6 00 1111th 00 00 00 00 88,488.4 00 1111th 00 0,680.68 5757 0,540.54 0,630.63 00 0,710.71 0,600.60 0,590.59 5353 0,540.54 0,630.63 00 0,30.3 8383 0,50.5 0,30.3 00 0,30.3 0,50.5 0,50.5 8787 0,50.5 0,60.6 00 C.C. 100100 9595 9797 - 100100 100100 9797 100100 9595 - 3030th 3030th 3030th - 3030th 3030th 3030th 3030th 3030th - 00 0,20.2 00 00 00 0,20.2 00 0,20.2 00 00 - 100100 - - - 100100 - 100100 - - - 3030th - - - 3030th - 3030th - - D.D. 00 00 0,10.1 00 00 0,20.2 00 00 0,10.1 00 E.E. - - 100100 - - 100100 - - 100100 - - - 3030th ■—■ - - 3030th - - 3030th - 0,290.29 0,330.33 0,310.31 7,297.29 0,290.29 0,300.30 0,310.31 0,290.29 0,270.27 7,647.64 F.F. 9999 9797 9999 8888 9898 9797 9999 9999 9898 8686 0,0160.016 0,0170.017 0,0150.015 0,0330.033 0,0150.015 0,0140.014 0,0160.016 0,0170.017 0,0160.016 0,0310.031 0,340.34 0,370.37 0,400.40 1,261.26 0,390.39 0,420.42 0,470.47 0,320.32 0,390.39 1,101.10 G.G. 95,095.0 94,894.8 .94,7.94.7 86,086.0 94,794.7 94,394.3 94,694.6 95,095.0 95,895.8 87,387.3 6565 6565 6868 4242 6868 6666 6969 6767 6464 4444 132132 133133 137137 9999 132132 134134 135135 130 .130 129129 102102 H.H. I.I.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Regenerierung einer konzentrierten wäßrigen Lösung von Zinkchlorid und gegebenenfalls anderen anorganischen Salzen, welche durch Verwendung für die Polymerisation von Acrylnitril Verunreinigungen in Form von nicht flüchtigen organischen Verbindungen enthält und dadurch bei erneuter Verwendung eine1. Process for the regeneration of a concentrated aqueous solution of zinc chloride and optionally other inorganic salts which can be used for the polymerization of acrylonitrile contains impurities in the form of non-volatile organic compounds and therefore a Polymerisation negativ beeinflußt, wobei die Salzlösung einer oxydierenden Behandlung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Salzlösung in Gegenwart von 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent basischer Verbindungen bei einer Temperatur von 90 bis 100° C mit 0,3 bis 1,0 Gewichtsprozent Wasserstoffperoxid oxydiert und anschließend filtriert wird.Polymerization adversely affected, the salt solution being subjected to an oxidizing treatment is, characterized in that the salt solution in the presence of 0.1 to 1.0 percent by weight of basic compounds at a temperature of 90 to 100 ° C with 0.3 to 1.0 weight percent hydrogen peroxide is oxidized and then filtered. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als basische Verbindungen eine oder mehrere der folgenden Verbindungen verwendet werden: Zinkoxid, Ammoniumhydroxid, Ammoniumkarbonat, Natriumhydroxid, Natriumkarbo-2. The method according to claim 1, characterized in that one or as the basic compounds several of the following compounds are used: zinc oxide, ammonium hydroxide, ammonium carbonate, Sodium hydroxide, sodium carbonate nat, Kalziumoxid, Kalziumhydroxid, Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid.nat, calcium oxide, calcium hydroxide, magnesium oxide, magnesium hydroxide. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine aus dem Koagulationsbad für Acrylnitrilpolymerisatfasern entnommene Salzlösung verwendet, die durch Verdampfen von Wasser und anderen flüchtigen Bestandteilen auf eine vorgegebene Salzkonzentration gebracht worden ist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that one from the coagulation bath saline solution removed from acrylonitrile polymer fibers is used, which by evaporation of water and other volatile components to a given salt concentration has been brought. 4. Verwendung der nach Anspruch 3 erhaltenen Salzlösung als Lösungsmittel zur Herstellung der Spinnlösung von Acrylhitrilhomo- oder -mischpolymerisaten. 4. Use of the salt solution obtained according to claim 3 as a solvent for the preparation of the Spinning solution of acrylonitrile homopolymers or copolymers.

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