Способ выделения калий-натрия виннокислого из водных растворов

 

Изобретение касается оксикислот, в частности выделения K-Na виннокислого из водных растворов, что может быть использовано в химическом производстве. Цель повышение выхода целевого продукта и упрощение процесса. Последний ведут из водных растворов указанного продукта, которые упаривают в испарителе с пароводяной рубашкой и мешалкой под вакуумом с остаточным давлением 50-60 кПа и (90 ± 5)°C 6-10 ч до получения плотности раствора 1,44 - 1.46 г/см³. После охлаждения раствора до (20 ± 5)°C ведут кристаллизацию в кристаллизаторе с водяной рубашкой и мешалкой в течение 6-13 ч с последующим отделением кристаллов соли от первичного маточного раствора. Последний повторно упаривают, кристаллизуют и отделяют кристаллы соли при указанных выше условиях с получением вторичного маточного раствора, который подвергают аналогичной переработке с получением третичного маточного раствора после отделения кристаллов соли винной кислоты. Третичный маточный раствор далее обрабатывают концентрированной азотной, соляной, серной, хлорной или уксусной кислотой при молярном соотношении кислоты и соли, содержащейся в маточном растворе, 1:1,0-1,2, с последующим выдерживанием реакционной смеси при периодическом перемешивании и комнатной температуре 1-3 ч. Образовавшийся при этом осадок отделяют и обрабатывают последовательно водой, NaOH до получения раствора с pN 8,5-10,0, который затем упаривают, кристаллизуют и отделяют кристаллы целевой соли. Эти условия обеспечивают практически безотходное производство с дополнительным получением из третичного маточного раствора дефицитного реактива с выходом до 220 г из 500 мл. 1 табл.

Изобретение относится к способу выделения калий-натрия виннокислого из водных растворов и может быть использовано в химической промышленности. Полученную при этом соль винной кислоты используют в химической, электронной, пищевой, медицинской, целлюлозно-бумажной промышленности. Целью изобретения является увеличение выхода целевого продукта и упрощение технологии процесса. П р и м е р 1 (по прототипу). Калий-натрий виннокислый выделяют из водного раствора путем его выпаривания в выпаривателе с пароводяной рубашкой и мешалкой под вакуумом с остаточным давлением 50-60 кПа при 85-95^оС в течение 6-10 ч до получения раствора с плотностью 1,44-1,46 г/см³, охлаждения полученного раствора до 15-20^оС и кристаллизации упаренного раствора в кристаллизаторе с водяной рубашкой и мешалкой в течение 6-13 ч, отделения полученных кристаллов соли от образовавшегося первичного маточного раствора. После этого первичный маточный раствор повторно выпаривают, кристаллизуют, отделяют кристаллы соли от вторичного маточного раствора при указанных выше условиях. Вторичный маточный раствор перерабатывают аналогичным образом: выпаривают, кристаллизуют, отделяют кристаллы соли от третичного маточного раствора. Третичный маточный раствор, содержащий до 35% калий-натриевой соли винной кислоты сливают в канализацию. Выход целевого продукта не превышает 30-35% П р и м е р 2. Процесс проводят по примеру 1. Третичный маточный раствор перерабатывают следующим образом. В батарейный стакан емкостью 1 л, снабженный мешалкой, загружают 500 мл третичного маточного раствора. К раствору добавляют 85 мл 62%-ной азотной кислоты, получая рН среды 3, что соответствует молярному отношению кислоты и содержащегося в растворе калий-натрия винно-кислого, равному 1. Реакционную массу периодически перемешивают и выдерживают 1 ч при комнатной температуре. Образовавшийся в результате осадок отделяют на воронке Бюхнера (или центрифуге) от маточной жидкости и снова переносят в батарейный стакан. К осадку при перемешивании добавляют 250 мл воды, а затем гидроксид натрия (около 45 г) до получения рН раствора 8,5. Полученный раствор упаривают на водяной бане до плотности ≈1,45 г/см³ при температуре упарки, охлаждают до комнатной температуры и кристаллизуют. Выпавшие в осадок кристаллы калий-натрия виннокислого отделяют на воронке Бюхнера (или центрифуге) и сушат. Дополнительный выход целевого продукта из третичного маточного раствора 220 г. П р и м е р 3. Процесс осуществляют по примеру 2, соблюдая при этом следующие условия. Для обработки третичного маточного раствора используют 122 мл 35% -ной соляной кислоты, получая рН среды 2, что соответствует молярному отношению кислоты и калий-натрия виннокислого 1,2. Реакционную массу выдерживают 2 ч. Осадок обрабатывают гидроксидом натрия до по- лучения рН раствора 10. Выход продукта 220 г. П р и м е р 4. Процесс осуществляют по примеру 2, соблюдая при этом следующие условия. Для обработки третичного маточного раствора используют 45 мл 80%-ной серной кислоты, что соответствует молярному отношению кислоты и калий-натрия виннокислого 1,1. Реакционную массу выдерживают 1 ч. Осадок обрабатывают гидроксидом натрия до получения рН раствора 8,5. Выход продукта 220 г. П р и м е р 5. Способ осуществляют по примеру 2, соблюдая при этом следующие условия. Для обработки третичного маточного раствора используют 81 мл ледяной уксусной кислоты, что соответствует молярному отношению кислоты и калий-натрия виннокислого 1,2. Реакционную массу выдерживают 3 ч. Осадок обрабатывают гидроксидом натрия до получения рН раствора 9,5. Выход продукта 220 г. П р и м е р 6. Способ осуществляют по примеру 2, соблюдая при этом следующие условия. Для обработки маточного раствора используют 34 мл ледяной уксусной кислоты, что соответствует молярному отношению кислоты и калий-натрия виннокислого 0,5. Реакционную массу выдерживают 3 ч. Осадок обрабатывают гидроксидом натрия до получения рН раствора 9. Выход продукта 110 г. П р и м е р 7. Способ осуществляют по примеру 2, соблюдая при этом следующие условия. Для обработки третичного маточного раствора используют 170 мл 62%-ной азотной кислоты, что соответствует молярному соотношению кислоты и калий-натрия виннокислого 2; реакционную массу выдерживают 2 ч. Осадок обрабатывают гидроксидом натрия до получения рН раствора 8,5. Выход продукта 45 г. П р и м е р 8. Способ осуществляют по примеру 2, соблюдая при этом следующие условия. Для обработки третичного маточного раствора используют 81 мл ледяной уксусной кислоты, что соответствует молярному соотношению кислоты и калий-натрия виннокислого 1,2. Реакционную массу выдерживают 0,5 ч. Осадок обрабатывают гидроксидом натрия до получения рН раствора 9. Выход продукта 55 г. П р и м е р 9. Способ осуществляют по примеру 2, соблюдая при этом следующие условия. Для обработки третичного маточного раствора используют 122 мл 35%-ной соляной кислоты, что соответствует молярному соотношению кислоты и калий-натрия виннокислого 1,2. Реакционную массу выдерживают 5 ч. Осадок обрабатывают гидроксидом натрия до получения рН раствора 10. Выход продукта 220 г. П р и м е р 10. Способ осуществляют по примеру 2, соблюдая при этом следующие условия. Для обработки третичного маточного раствора используют 85 мл 62%-ной азотной кислоты, что соответствует молярному соотношению кислоты и калий-натрия виннокислого 1. Реакционную массу выдерживают 1 ч. Осадок обрабатывают гидроксидом натрия до получения рН раствора ≈7,0. Выход продукта 180 г. П р и м е р 11. Способ осуществляют по примеру 2, соблюдая при этом следующие условия. Для обработки третичного маточного раствора используют 85 мл 62%-ной азотной кислоты, что соответствует молярному соотношению кислоты и калий-натрия виннокислого 1. Реакционную массу выдерживают 1,5 ч. Осадок обрабатывают гидроксидом натрия до получения рН раствора ≈12 (расход гидроксида натрия увеличивается при этом приблизительно на 10%). Выход продукта 220 г. В таблице приведены обобщенные результаты ведения процесса по примерам 2-12. При рассмотрении данных таблицы можно сделать следующие выводы. При обработке третичных маточных растворов, содержащих калий-натрий виннокислый, неорганическими или уксусной кислотами оптимальным молярным отношением кислоты и калий-натрия виннокислого является отношение 1,0-1,2 (см. таблицу, примеры 2 и 3). За пределами этого соотношения выход целевого продукта резко снижается (см. таблицу, примеры 6 и 7). Оптимальный интервал времени, в течение которого выдерживают реакционную массу после обработки маточного раствора кислотой, составляет 1-3 ч (см. таблицу, примеры 2 и 5). При уменьшении времени выдержки до менее 1 ч выход продукта снижается (см. таблицу, пример 8). Увеличение же времени до свыше 3 ч не сказывается на увеличении выхода продукта и становится нецелесообразным (см. таблицу, пример 9). Значение рН раствора, подаваемого на упарку, должно находиться в пределах 8,5-10,0 (см. таблицу, примеры 2 и 3). При рН, меньших 8,5, выход продукта снижается (см. таблицу, пример 10), а при увеличении рН до выше 10,0 расход гидроксида натрия нерационально увеличивается без увеличения выхода продукта (см. таблицу, пример 11). П р и м е р 12. Процесс осуществляют по примеру 1, соблюдая при этом следующие условия. Для обработки третичного маточного раствора используют 158 мл 50%-ной хлорной кислоты, получая рН среды 3, что соответствует молярному отношению кислоты и калий-натрия виннокислого 1. Реакционную массу выдерживают 1 ч. Осадок обрабатывают гидроксидом натрия до получения рН раствора 9. Выход продукта 220 г. Таким образом, при использовании предлагаемого способа из 500 мл третичного маточного раствора от производства калий-натрия виннокислого выделяют до 220 г целевого продукта. Это означает, что при внедрении способа в промышленность можно значительно увеличить выход дефицитного реактива и сделать производство винной кислоты практически безотходным, что значительно упрощает технологию процесса.

Формула изобретения

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ КАЛИЙ-НАТРИЯ ВИННОКИСЛОГО ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ путем их выпаривания в выпаривателе с пароводяной рубашкой и мешалкой под вакуумом с остаточным давлением 50 60 кПа при 90 ± 5^oС в течение 6 10 ч до плотности 1,44 1,46 г/см³, охлаждения до 20 ± 5^oС и кристаллизации упаренного раствора в кристаллизаторе с водяной рубашкой и мешалкой в течение 6 13 ч, отделения кристаллов соли от образовавшегося первичного маточного раствора, последующей переработки первичного маточного раствора путем повторного выпаривания, кристаллизации и отделения кристаллов соли при указанных выше условиях с получением вторичного маточного раствора и последующей аналогичной переработки вторичного маточного раствора при указанных выше условиях с получением после отделения кристаллов соли третичного маточного раствора, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта и упрощения технологии процесса, третичный маточный раствор подвергают обработке концентрированной азотной, соляной, серной, хлорной или уксусной кислотой при молярном соотношении кислоты и содержащегося в маточном растворе калий-натрия виннокислого, равном 1,0 1,2, после чего реакционную массу выдерживают, периодически перемешивая при комнатной температуре 1 3 ч, образовавшийся осадок отделяют и обрабатывают последовательно водой и гидроксидом натрия до получения раствора с рН, равным 8,5 10,0, после чего из полученного раствора выделяют калий-натрий виннокислый путем выпаривания, кристаллизации и отделения кристаллов соли.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---