Способ очистки соли карбоновой кислоты

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 27.07.77 (21) 2514074/23-04 (51)ph. Ка с присоединением заявки М (23) Приоритет

С 07 С 51/42

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 30,1280. Бюллетень М 48

Дата опубликования описания 30. 12. 80 (53) УДК 547. 29.07 (088.8) (72) Авторы изобретения

С.A. Акопян, Г.М. Дарбинян, M.À. Мирзаханян, С.С. Пирумов, Ю.С. Ч:лингар> н и M.Ñ, Чобанян

Ереванский ордена. Трудового Красного Знамечи государственный университет (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СОЛИ КАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к органическому синтезу, конкретно — к способу очистки солей карбоновых кислот, используемых в производстве особо чистых стекол.

Большое значение играет очистка щелочных и щелочноземельных металлов муравьиной, уксусной, щавелевой,лимонной или винной кислот от ионов

2+ красящих металлов, таких как Мп

Fez, М12+, С02, СД2, Си2, СцФ, с г +, Соли карбоновых кислот обычно синтезируют взаимодействием оснований или активных металлов с соответствующими кислотами, а муравьинокислые соли получают взаимодействием оснований с моноокисью углерода.

Таким образом, чистота этих солей обусловлена чистотой исходных компонентов "о.с.ч.", класс которых имеет чистоту порядка 10 вес.Ъ микропримесей (1) .

Следовательно, при прямом синтезе солей возможно достигнуть степени

4 чистоты только порядка 10 вес.Ъ.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ очистки солей карбо,новых кислот, апример, муравьинокислого натрия, заключающийся в добавлении к раствору соли активированного угля, фильтровании, подкислении муравьиной кислотой, пропускании сероводорода, повторного фильтрования с последующим упариванием фильтрата при 115оС, после чего проводят охлаждение, отсасывание кристаллов и промывку их спиртом.

Способ позволяет достигнуть чистоты по микропримесям группы железа

10 вес.Ъ и группы свинца

5 10 " вес.Ъ (2) .

Недостатки способа заключаются в невозможности избавиться от следов частиц активированного угля при фильтрации, что влечет за собой

29 сохранение в рабочих растворах загрязнений, поглощенных и содержащихся в угле; применении упаривания для концентрирования раствора, что приводит к

25 загрязнению основного вещества микро. примесями группы железа и группы свинца за счет накопления их соединений в количествах, обусловленных произведениями растворимостей, боль30 шой расход муравьиной кислоты, а

791735 также сложность технологического процесса, включающего двухкратное .упаривание и охлаждение.

Цель изобретения заключается в улучшении качества целевого продукта.

Поставленная цель достигается описываемым способом очистки соли карбоновой кислоты, обычно щелочной или щелочноземельной соли муравьиной, уксусной, щавелевой, лимонной или винной, заключающимся в прибавлении к 3-ЗОЪ-ному раствору соли, обработанному серосодержащим соединением, преимущественно сероводородом или сульфидом натрия, калия или аммония, при рН 8- 13, смеси, состоящей из растворимого в воде сульфида натрия, калия или аммония, муравьиной кислоты и щелочи и имеющей рН исходной реакционной массы, при объемном соотношении реакционная масса смесь 1:0,01-0,006 с последующими центрифугированием образовавшейся взвеси с угловой .скоростью 500020 000 об/мин, декантацией и высаживанием соли из образовавшегося раствора органическим растворителем со значением диэлектрической проницаемости 21-38, обычно диметилформамидом, метанолом или ацетоном,при объемном соотношении раствора и растворителя 1:1 — 10, промыванием очищенных солей растворителем, высушиванием обычно при 30-130 С и остаточном давлении 1-10 3 атм.Способ позволяет очищать соль, содержащую 10 1 -10 вес.Ъ примесей до степени чистоты 10 б вес.Ъ.

Отличительными признаками процесса является обработка 3-ЗОЪ-ного раствора соли серосодержащим соединением при рН 8-13 и прибавление к полученной реакционной массе смеси, состоящей из растворимого в воде сульфида натрия, калия или аммония, муравьиной кислоты и щелочи и имеющей рН исходной реакционной массы, при объемном соотношении реакционная масса — смесь 1:0,01 — 0,06 с последующим центрифугированием образовавшейся взвеси с угловой скоростью 5000-20 000 об/мин, декантацией и высаживанием соли из полученного раствора органическим растворителем со значением диэлектрической проницаемости 21-38 при объемном соотношении раствор — растворитель 1:1-10, что позволяет улучшить качество целевого продукта.

Способ заключается в том, что производится растворение очищаемых солей в воде в концентрациях 3+ЗОЪ, связывание ионов (Ип, Fe, Й(ЯФ g4 .Д+

Со -+, Cd 2, Cu, Cu, еЗ+, C r3 ) в водном растворе сульфидным ионом

Р", коллектирование нерастворимых сульфидов, взвешенных в растворе, осаждение центрифугированием, декантация раствора, удаление избытка сульфидных ионов муравьиной кислотой и высаживание очищенной соли из водного раствора органическими растворителями.

Количество осадителя (растворимого в воде сульфида) определяется следующим образом.

Исходя иэ степени чистоты исходной соли и ее концентрации в растворе расчитывается количество красящих ионов B пересчете на двухвалентное состояние металла,Расчитывается теоретически необходимое для их связывания количество сульфидных ионов и к

3$ очищаемому раствору соли добавляется

5- ион в 5-20 раз превышающий теоретически рассчитанное количество.

Коллектором твердых. частиц нерастворимых сульфидов, взвешенных в растворе, служит элементарная сера с развитой поверхностью, получаемая подкислением муравьиной кислотой

0,4-0,5Ъ-ного водного раствора суль.— фида калия, натрия или аммония.

Отношение 0,4-0,5: †íî водного раствора сульфида и добавляемой муравьиной кислоты с плотностью

1,22 г/мл составляет 1:0,002

0,003 объемных единиц. Раствор коллектора с помощью КОН или МаОН приводится к тому Же значению рН, что и раствор, который добавляется.

Пример 1. Растворяется

45 г муравьинокислого кальция чистотой 10 вес.Ъ в 300 мл воды.До35 бавляется 0,22 г сульфида аммония и

4 мл 10 м раствора гидроксида аммония (NH4 OH); рН среды равен 10.

Добавляется 0,3 мл смеси сульфида натрия, муравьиной кислоты и едкого натра, имеющей рН 10.После выдержки раствора в течение 3036 ч при температуре 22-26оС раствор центрифугируется с угловой скоростью 20000 об/мин в течение

60 мин. Раствор декантируется,добавляется 0,35 мл муравьиной кислоты плотностью 1,22 г/мл и нагревается в течение 35-40 мин для удаления избытка S в виде Н S. К остывшему до температуры 22-26 С раствору добавляется 2,5 л метанола.

Высаженная соль фильтруется, дважды промывается метанолом и просушивается в течение 2-3 ч при температуре 70-90 С. Выход соли 87Ъ.

Пример 2. Растворяется

105 r уксуснокислого кальция чистотой 10 вес.Ъ в 245 мл воды.

Добавляется 0,7 г сульфида аммония .и 0,75 мл О, 1 М раствора гидроксида аммония (рН среды 12). Добавляется

0,4 мл раствора при температуре

20-25 С в течение 20-24 ч производится центрифугирование с угловой скоростью 15000 об/мин в течение

60 мин. Раствор декантируется, до791735 изводится центрифугирование с угловой емкостью 20000 об/мин в течение

45 мин и раствор декантируется.

Добавляется 0,016 мл муравьиной кислоты плотностью 1,22 г/мл и нагревается в течение 30 мин при 7060О С для удаления избытка сульфид- . ных ионов в виде H@S. К остывшему до температуры 20-25@С раствору добавляется 3 мл диметилформамида.

Высаженная соль фильтруется, дважды промывается ацетоном и просушивается при температуре 50-60оС при давлении 0,1-0,2 атм в течение 3-4 ч.

Выход соли 98Ъ. Характеристики и параметры процесса очистки приведе1$ ны в таблице. Чистота полученной соли пс (ИпР», Fe +, NI, Со », СР+, Си, Cu» > Fe », Сr ) ионам имеет порядок 10 вес. Ъ. бавляется 0,6 мл муравьиной кислоты плотностью 1,22 г/мл, нагревается при температуре 40-50 С в течение

40 мин для удаления избытка сульфидных ионов в виде HgS. К остывшему до температуры 20-25 С раствора добавляется 1,5 л ацетона, Осажденная соль фильтруется, дважды промывается ацетоном и просушивается в течение 2-3 ч при температуре 70-80 С.

Выход 99Ъ.

Пример 3. Растворяется

150 r муравьинокислого натрия чистотой 10 вес.Ъ в 350 г воды (ЗОЪного раствора). Добавляется 0,02 r сульфида натрия и 3 мл 10 М раствора NaOH (pH 11). Добавляется

3 мл раствора коллектора. Раствор выдерживается при температуре 17-ЗО C в течение 20-24 ч. После этого про!

О ч

v а

1 о

I4 (-( о ф

Соли, подвергаемые очистке ц х

М х 5 Ц о и Х

o,à В а х

III х бР х о х х а

Натрий муравьинокислый

0,04 6-4 20 60 ДМФА 6 98

30 12-13 Na< S

Кальций муравьинокислый

13 8-10 (NH ) S

1,0 5-2

Кальций муравьинокислый

6,0 1-2 10 30 Метанол 6 87

13 9-11 (NH4) < S

Натрий щавелевокис— лый

0,5 4-2 4 30 Ацетон 2 99

34 11-12 Na S

Калий щавелевокислый

10 24 9-11 K S

2,0 6-4 15 50 Ацетон 4 99

Калий виннокислый

2,0 4-2 20 60 Ацетон 8 81

30 11-12 K S

Натрий лимоннокислый

6,0 6-4

20 12-1 3 Na 5

Х I

Ц (II о z о

Я х о о х х о ц xa%> о

xzv охе хох

III ф Я с

Е Q о ао е ц о

X 0m н х 2 ц х е ц

>1

V III ц

9 х х х

III Я ц

III Я

rn 0

m x

4 О о m

Е B

III И (б ц а

rd ц

О ц

III ох

III о ц

II) Х

Р & 4 х,О ц ц о х хоа, 4 о х

K. щ (tj

x oi

Ц О

0 Ц ц ц о

Д с (ч х щ о а-а. еоо х fQ хны цоо охи х аа х х х

65 о а х и

;л

e х а

»

x v

6 цю о 0 (.4 с о о о а 2 о

Х и х

5 25 Ацетон 8 98

8 40 Ацетон 10 99

791735

Формула изобретения

Составитель Е, Уткина

Техред М. Табакович Корректор M,Ви гул а

Редактор Л. Герасимова

Заказ 9393/23 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r.Óæroðoä, ул. Проектная,4

1. Способ очистки соли карбоновой кислоты с использованием ее водного раствора и обработки серосодержащим соединением с последующей промывкой органическим растворителем и сушки, отличающийся тем,что, с целью улучшения качества целевого продукта, 3-30%-ный раствор соли обрабатывают серосодержащим соединением при рН 8-13 и к полученной реакционной массе прибавляют смесь, состоящую из растворимого в воде сульфида натрия, калия или аммония, муравьиной кислоты и щелочи и имеющего рН исходной реакционной массы, при объемном соотношении реакционная масса — смесь, 1:0,01-0,006 с последующим центрифугированием образовавшейся взвеси с угловой скоростью

5000-20000 об/мин, декантацией и высаживанием соли органическим растворителем со значением диэлектрической проницаемости 21-38 при объемном соотношении раствор : растворитель 1:1-10.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что очистке подвергают щелочную и щелочноэемельную соль муравьиной, уксусной, щавелевой, лимонной или винной кислоты.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве серосодержащего соединения используют сероводород или сульфид натрия, калия или аммония.

4. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве органического растворителя используют диметилформамид, метанол или

13 ацетон.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Инструкция по классификации

Щ высокочистых веществ. Изд-во "ИРЕА", М., 1965.

2. Ю.В. Карякин, И.И. Ангелов.

Чистые химические реактивы, М., 1974, с. 263 (прототип).