Способ получения микросфероидальных частиц

А 3/02 ЕН ЕТ ПАТЕНТУ с це счетходнти,ежд жид кко Розао эм о ск Италия)8) В 219052 ик. 1974 м апвА 06 (О анци опу 2. Спосийся ртом,вающейжидкостьва исачест е исмочеви мешиваюую жидм см по пп 1-3 о я тем, что з в инертной несна Способ чающий осуществляют щейся жидкос алкушиваю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ ОПИСАНИЕ ИЗ(54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОСФЕРОИДАЛЬНЪХ ЧАСТИЦ адцуктов дигалоида магния с электронодонорнымисоединениями, содержащими атомы активного водорода, путем диспергирования расплавленного исходного материала в инертной несмешивающейсяс ним жидкости до получения смеси,отверждения микрокапсул и получениячастиц аддуктов диаметром 1-100 мкпри объемной плотности выше 0,4 г/и коэффициенте сферичности 0,81,0 и частиц мочевины с диаметром1000-2000 мкм, текучестью не более10 с и объемной плотностью 0,85 г/см,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,ью интенсификации процесса за раьномерного распределения исго материала в инертной жидкосмесь с поверхностным натяжением расплавом и несмешивающейся стью 10-100 дин/см дополнительульгируют в турбулентном потоке оростью 0,2-20 м/с до получения сии с последующей ее закалкой.об по и. 1, о т л и ч а ю.тем, что в качестве исходного материала используютмежду дигалоидом магния и спа в качестве инертной несмешися жидкости - углеводороднуюв количестве 0,1-0,3 количесходного материала.3. Способ по п. 1, о т лщ и й с я тем, что в кходного материала используютну, а в качестве инертной несщейся жидкости - углеводородкость с поверхностным натяжемежду ней и мочевиной не мен30 дин/см.11116Изобретение относится к процессуполучения продуктов в сферическойформе, твердых при комнатной температуре, исходя из указанных продуктов в расплавленном состоянии, смешанных вместе с по крайней мередругой несмешивающейся жидкостью, которая не реагирует в смеси.Наиболее распространенным процессом, используемым для отверждения вформе гранул или сфер, является процесс, осуществляемый посредствомраспыления расплавленных продуктов,известный под названием охлаждениераспыпением" (или охлаждающее распыление).Распыление расплавленного продукта может быть достигнуто посредствомохлаждения с помощью потока холодногогаза, циркулирующего в направлениираспыления или в противонаправлении,Посредством такой методики совершенно легко получить продукты в твердойформе и с узким распределением размера частиц при комнатной температу 2ре, исходя из продуктов, которыерасплавляются при температурах больших, чем 250 ОС Г 1:.Более трудно и более дорого получение твердых сфероидальных частиц,исходя из расплавленных продуктов,ЗОкоторые обладают большим временемкристаллизации,Этот недостаток приводит к увеличению длины, на которой небольшиекапли распыленного расплавленного З 5продукта должны быть покрыты охлаждающим газом, вызывающим затвердевание.В этом случае колонки для "охлаждающего распыления" должны иметь зна-.1 бчительную высоту, которая может дажедостигнуть 80 м, причем возникаетдополнительная опасность загрязненияокружающей среды и атмосферы в случае,если выходящие газы не промываютсяили не очищаются для того, чтобывывести мелкие частицы, переносимыеуказанными выходящими газами,Цель изобретения - интенсификацияпроцесса за счет равномерного распре деления исходного материала в инертной жидкости,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения микросфероидальных частиц аддуктов дигалоида магния с электронодонорнымисоединениями, содержащими атомы активного водорода, путем диспергиро" вания расплавленного исходного материала в инертной несмешивающейся с ним жидкости до получения смеси, отвержцения микрокапсул и получения частиц аддуктов диаметром 1-100 мкм при объемной плотности вьш 1 е 0,4 г/см и коэффициенте сферичности 0,8-1,0 и частиц мочевины с диаметром 1000- 2000 мкм, текучестью не более 10 с,и объемной плотностью 0,85 г/см,смесь с поверхностным натяжением между расплавом и несмешивающейся жидкостью равным 10-100 днн/см до"полнительно эмульгируют в турбулентном потоке со скоростью 0,2-20 м/сдо получения эмульсии с последующейее закалкой,В качестве. исходного материалаиспользуют аддукт между дигалоидоммагния и спиртом, а в качестве инертной несмешивающейся жидкости - углеводородную жидкость в количествеО, 1-0,3 количества исходного материала.В качестве исходного материала используют мочевину, а в качестве инертной несмешивающейся жидкости - углеводородную жидкость с поверхностнымнатяжением между ней и мочевинойне менее 30 дин/см.Закалку осуществляют в инертнойнесмешивающейся жидкости,Предлагаемый способ служит дляполучения твердых продуктов в сферической форме, имеющих максимальныйдиаметр между 1 и 5 тысяч микрон,исходя из смеси по крайней мередвух несмешивающихся жидкостей, однаиз которых находится в форме расплава твердого вещества, причем указанные жидкости инертны относительнодруг друга и присутствуют в такомотношении, что одна образует диспергированную фазу; а другая - непрерывную фазу. Из этих двух жидкостейпо крайней мере одна, которая образует диспергированную фазу, отверждается посредством охлаждения. Жидкость, образующая диспергированную.Фазу, присутствует в отношении,находящемся в диапазоне между 0,5 и 50 вес.7 относительно диспергирующей жидкости,Процесс осуществляется при образовании эмульсии между несмешивающимися жидкими фазами посредством прохождения смеси через трубу соответствующей длины и внутреннего диаметрав условиях турбулентного потока.3Под турбулентным потоком подразумевается движение жидкости в цилиндрической трубе с числом Рейнольдса большим, чем 3000. На выходе из трубы эмульсия закаливается так, что образуется немедленное изменение диспергированной фазы. Закалка достигается посредством смешивания с жидкостью, которая инертна и не растворяет диспергированную фазу, поддер живаемую при подходящей температуре, а охлаждение проводится либо в линии, продолжающей трубу, либо в перемешиваемом объеме. Такая жидкость может быть подобна той, которая использует ся в качестве непрерывной фазы.Длина трубы, в которой образуется эмульсия, должна быть больше в 50- 100 раз, чем внутренний диаметр трубы. От внутреннего диаметра трубы зависит выходная мощность процесса получения сфероидальных частиц, которые образуются из эмульсии, а не от максимального диаметра, который от этого не зависим. При любой скорос 25 ти внутренний диаметр трубы должен быть по крайней мере в 3-4 раза больше максимального диаметра сфероидальных частиц, которые необходимо получить. 30В условиях температуры производства максимальный диаметр сфероидальных частиц, которые должны быть получены, является функцией линейной скорости эмульсии во время течения35 через трубу, межфазного натяжения, которое возникает между жидкостями, плотности и вязкости диспергированной среды и вязкости диспергированной фазы, Среди этих функций наиболее важными переменными, однако, являются линейная скорость и межфазное натяжение. При равном внутреннем диаметре трубы, при котором образуется эмуль сия, и при равном межфазном натяжении при увеличении линейной скорости соответственно уменьшается максимальный диаметр твердых частиц, получаемых в сфероидальной форме. В то время, 50 когда поддерживается постоянная линейная скорость в трубе, имеющей такой же диаметр, максимальный диаметр частиц уменьшается с уменьшением межфазного натяжения. 55Только для простоты и для того,.чтобы достичь образования частиц с максимальным диаметром меньшим, чем 1 б 78 450 мкм, необходимо работать с линейными скоростями, находящимися в диапазоне между 2 и 20 м/с с жидкостями, имеющими межфазное натяжениемежду 100 и 10 дин/см. В этом случаедиспергированная и непрерывная фазыприсутствуют в весовых отношениях0,1-0,3. Для того, чтобы достичь получения частиц с максимальным диаметром большим, чем 1000 мкм, необходимоработать при более низких линейныхскоростях, в общем находящихся между0,2 и 2 м/с, и с использованием жид"костей с межфазным натяжением большим, чем 30 дин/см.Работая при этих условиях, возможно получать продукты с узким распределением размеров частиц,при котором можно регулировать максимальныйдиаметр и поддерживать его ниже предварительно заданной величины.Укаэанные продукты образуются вформе отдельных сферических частиц,имеющих коэффициент сферичности примерно 1, но в общем находящийсямежду 0,8 и 1. Высокий коэффициент,сферичности частиц придает им значительную текучесть и высокую объемную плотность.Под термином "коэффициент сферичности" подразумевается отношение меж"ду площадью поверхности сферы, имеющей такой же объем, как и частицы,и внешней площадью поверхности частиц, определенной экспериментально,Предлагаемый способ применим корганическим или неорганическим соединениям, имеющим температуры плавления, находящиеся в диапазоне 20400 С, таким как, например: мочевина,термопластичные полимерные продукты;воски; органические или неорганические солевые аддукты.Более конкретно, процесс применимдля получения микросфер аддуктов между галоидами магния, в особенностихлористого магния, и спиртами иливодой, а в общем электронодонорныхсоединений, содержащих атомы актив"ного водорода, используемые в качестве носителей для катализаторов.Получение катализаторов исходяиз этих микросфероидальных частицосуществляется, например, в соответствии со способом, описанным в патенте Великобритании У 1485234,Более того, процесс подходит дляполучения мочевины в сфероидальнойформе, Когда диспергираванная средаиспользуется при высоких температурах (например, 300 аС), в ней могуттакже использоваться вещества, которые являются твердыми при ком сатнайтемпературе. В этом случае палучаесядисперсия диспергированнай Фазы вформе твердых сфероидальных частиц,соединенных в подобную твердую непрерывную фазу.бДиспергирующие жидкости могутбыть в общем алифатическимя, ароматическими, циклапарафиновыми углеводородами, водой, силиконовым маслам(метилполисилоксан), органическимиэфирами типа фталатов, жидкими паля .мерами.П р и м е р 1, ч 8 г безводногодихлорида магния, 77 г безводногоэтилового спирта и 830 мл керосиназагружают в атмосфере инертногогаза и при комнатной температуре вдвухлитравый автоклав, снабженныйтурбинной мешалкой и несущей трубой:,Смесь затем нагревают до 120 Спри перемешивании. Образуется аддуктмежду хлористым магнием и спиртом,Указанный аддукт затем расплавляюти оставляют смешанным с дяспергирующей жидкостью.Внутри автоклава поддерживаютдавление азота 15 кг/см, Несущуютрубу автоклава соединяют через краис трубой, нагретой за счет внешнегонагрева до 120 С и имеющей внутрен .диаметр 1 мм и длину 3 м.Перекрывающий кран пря этом отк-.рыт для того чтобы допустить протекание смеси вдоль рубы, Линейнуюскорость патака ус"анавливают при-.мерно 7 м/с.На выходе из трубы дисперсию собчрают в 5-литровую колбу, снабженнуюмешалкой и содержащую 2,5 л керосина:Колбу охлаждают извне и поддерживаютпри начальной температуре - 40"С,Конечная температура после сбора вы".ходящей эмульсии яз автоклава составляет 0 С.Сфераидальный твердый продукткоторый образуется из диспергирован:- .фной фазы эмульсии, отцеляют посред-ством декантации и Фильтрования,промывают гептаном и сушат,Все эти операции осуществляют в, гатмосфере инертногс газа.Получают 130 г 1.ВС 1 ЗС НОН,содержащих примернс 207 растворителяи находящихся в форме твердых сфера а 8 ядальных частиц я;1 еющих максимальный диаметр меньший чем 5 С мкм, и основной весовой диаметр 19 мкм, Твердый працукт, высушенный под вакуумам в течение 2 ч весят 105 г.Объемная платность продукта составляет 0.53 г/смзП р я м е а 2 Проводят в условиях примера 1 с тай разницей, что в качестве диспергираваннай жидкости используют вазелинавае масло ГБ, а линейную скорость вьтекания смеси в трубе устанавливают 4,5 м/с при давлении в автаклаве 10 г/см. В качестве жидкости для закаливания используют оезводньй гептан.Получают 130 г твердого сферического продукта МРС 1 ЗС Н:ОН. содержащего примерно 17 Х растворителя,чтс соответствует 108 г продукта,высушенного пац вакуумом в течение2 ч, Указанный продукт имеет следующие характеристики:Максимальный диаметр 50 мкмОспавнай весовой диаметр 21 мкмОбъемная платность 0,64 г/смр я и е р 3, Выполняют в условиях примера 2 эа исключением тогочта в автоклав загрркают 116 г этилового спирта зместа 77 г, а температуру поддерживают 100"С,Получают примерна 164 г продуктарС 12 5 С,НЕОН, содержащего примерно183 растзаоятеля Зтот продукт, высушенный пад вакуумам в течение 2 ч,вес.:т 135 г Он представлял собойсферяческь: твердые частицы имеющиелен.:ащи; харэктепястякя;Макая:".гпъный диаметр 0 мкм,си ва;. ве, аваи дяаме гр 17 мкмОбъемная платность 0.,62 г/смП р я .: е р 6. Проводят в условиях приме 1 з,", 2 эа исключением тогочто в автоклав загружают 130 г тверяметрОбъемная платность 15 мкм 047 г/см дага гексагяцрата хларяда магния при комнатной темпера. туре и 830 см вазелинавага масла О, За.тем все нагревают да 1.0"С.Получают примерно 130 г сферического продукта МдС 1 6 Н,О, содержащего примерна 12 г, растворителя, чта соответствует 111 г сухого продукта, яме;гщега следующие характеристики:Максимальный диаметр 50 мкмОсновной весовой ди11116 И мкм1000500-1000125-500Объемная плотНОСТЬ Г/СМТекучесть, с вес.29,231,834,05,0 0,859 Составитель А, ТарасовРедактор Г 1, Келемеш Техред Ж.Кастелевич Корректор М. Шароши Заказ 6331/45 тираж 532 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 7П р и и е р 5. Выполняется вусловиях примера 1. за исключением.того, что в качестве диспергированнойбазы используют техническую мочевину,внутренний диаметр трубы берут размером 3 мм и в качестве диспергирующейсреды используют додекан.В автоклав загружают 135 г твердой мочевины при комнатной температуре. Автоклав, нагретый до 134 С, 10выдерживают под давлением инертногогаза 2 кг/см. Линейную скорость потока смеси в трубе устанавливают2,2 м/с,Получено примерно 135 г сфероидальной твердой мочевины, содержащейпримерно 157 растворителя, что соответствует 115 г сухого продукта, имеющего следующее распределение размера частиц (АСТМ Д/63). 20мкм Вес. Х100-150 78,9 75-100 14,650-759ЗО"50 2,1Объемная плотность 0,865 г/см;текучесть 0 = 8 с (АЯТМ И/69,способ А),П р и м е р б. Проводят аналогич- З 0но примеру 5 за исключением того,что используют линейную скорость потока 0,3 м/с.Анализ размера частиц сфероидальНОГО продукта дал следующие результаты: П р и и е р , ПровОДЯт в условиях примера 1 за исключением тОго,что диспергированная фаза содержитполипропилен с основным молекулярнымвесом 1500, в то время как непрерывная фаза представляет собой смесьэтнленгликоля и воды в количестве50 вес.Б, а внутренний диаметр трубысост авляет 3 мм,В автоклав затем загружают 75 г твердого полипропилена при комнатной температуре в гравитационном отношении 0,15 относительно непрерывной фазы. Затем все нагревают до 125 С при перемешивании в течение 1 ч, после чего смесь разгружают через трубу, находящуюся под давлением азота 2 кг/см-". Продукт собирают в колбу, снабженую мешалкой, и содержащую смесь 502 зтиленгликоля с водой, охлажденную до -20 С. Твердый сфероидальный полимер затем отделяют и сушат. Таким образом получают примерно 70 г полимера в сфероидальной форме с максимальным диаметром частиц нижне 500 мкм.