Способ очистки четыреххлористого углерода

Способ очистки четыреххлористого углерода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОЧИСТЩ ЧЕТЫРЕХХЛОРИСТОГО УГЛЕРОДА путем осушки над осушителем и перегонкн.отличающийся тем, что, с целью упроцения технологии процесса и увеличения степени осушки, в качестве осушителя используют смесь комплексов кобальта формулы CoRjjCl где Ri - бенз-2,1,3-тнадиаэол; Rj - бенз-2,1,3-селендиазал, при массовом соотношении Со

295 A

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

00UNlN

РЕСПУБЛИК аа в

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н asòàîåíîìì саидатвъстви

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОНИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И МНРЬПЪЙ (21) 35217.1 5/23-04 (22) 16. 12.82 (46) 07.10.84. Бюа. 9 37 (72) В.Ш.Цвениашвили, В.Н. Гаприндашвнли, M.Â.ÌàëIIIõèÿ, Н.С.Хавтаси .и И.А.Беленькая (71) Институт неорганической химии . .,и электрохимии АН Грузинской ССР (53) 66.062-411.4-13.07(088.8) (56) 1. Вайсбергер А., Проскауэр Э. и др. Органические растворитепи. М., "Иностранная литература", 1958, с. 393-396.

2. Практикум по органической химии

И., "Иир", 1979, с. 376 (прототип).

3.. R.Н.Напвоп, С.Е.Меlоап-"Jnorg. пис1.сЬев.-letter", 1971, р.461-472. зш С 07 С 17/38; С 07 С 19/06 (54) (57) СПОСОБ ОЧИСТИ@ ЧЕТЫРЕХХЛОРИСТОГО УГЛЕРОДА путем осушки над осушителем и перегонки, о т л н ч а юшийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса и увеличения.степенн осушки, в качестве осушителя используют смесь комплексов кобальта формулы

CoR Cl + CoR Cl где IIÄ - бенз-2,1,3-тнадиазол; к — бенз-2, 1,3-селендиазол, при массовом соотнапенин СоГ С1 г

2 2

: Со к Сl (25-30) : I н общем количестве смеси 2,0-3,0 мас.X по отношению к исходному четыреххлорнс- g тому углероду, а стадии осушки и перегонки совмещают во времени н про- Ц ф стр аист ве .

1117295 2 рый включает стадию кипячения растворителя с обратным холодильником в течение IB.ч с использованием в качестве осушителя Р О и последую5 щую перегонку на колонке. Расход

Р О на 1 л растворителя состав- ляет 25-30 г, а содержание воды в целевом продукте не ниже, чем

0,005 (2). 10 Недостатками известного способа являются сложность (наличие двух стадий — осушка и перегонка1 и дли" е тельность процесса, что существенно усложняет его технологию, а также

I5 высокое содержание воды в целевом продукте.

Целью изобретения является упро-щение технопогии процесса и увеличение. степени осушки. — 20 Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки четыреххлористого углерода путем осушки над осушителем и перегонки, у в качестве осушителя используют

25 1смесь комплексов кобальта формулы

Изобретение относится к способу очистки четыреххлористого углерода.

Вода является основной нежелательной примесью СС1 и поэтому все методы очистки, как правило, включают стадию осушки и перегонки растворителя. Сушка и перегонка завершаю щие стадии процесса очистки СС14 и поэтому удаление воды из СС1 является важной задачей,СС1 плохо смешивается с водой (0,08X) н во многих случаях для очистки достаточно перегонки. Вода при этом удаляется в вид азеотропной смеси, которая кипит при бб С и содержит 95 9 раствори тепя. Тройная азеотропная смесь с водой (4,3X) и этанолом (9,7 ) кипит при 61,8 С. Когда к очистке СС1,1 предъявляются более высокие требо вания, то перегонка без предваритель ного высушивания растворителя не пригодна.

Известен способ очистки четыреххлористого углерода, согласно ко. = торому СС1 предварительно высушивают и затеи перегоняют на колонке.

Осушку осуществляют над CaCI .a перегонку иад Р 0> CCI, сушат над прокаленным CaCI< и перегоняют из колбы с эффективным,дефлегмато- 5п ром на водяной бане, а в некоторых случаях — из кварцевой колбы с дефлегматором. При использовании

СС1 для термохимнческих измерений растворитель дважды подвергают фракционной перегонке на колонке с вакуумной рубашкой, каждый раз отбрасывая первую и последнюю порцию объемом по четверти всего количества дистиллята 51 f.

Однако простая перегонка раствори. теля без применения осушителей не йозволяет получить растворитель с низким содержанием воды. В способах, основанных на применении осушите-. лей и последующей перегонке., необходим предварительный. длительный контакт растворителя с осушителем, выбор которого для СС1 ограничен.

Среди осушителей прокаленный СаСК< наиболее приемлемый, Показано, что

5Î

СС1+ нельзя сушить над натрием, так как в этих условиях образуется взрывчатая смесь. Этот способ очистки длителен, имеет много ступеней и малоэф" фективен.

Наиболее близким к изобретению является способ очистки CCI, котоCoR С1, + CoR С1 где lI - бенз-2,1,3-тиадиаэол;

g - бенз-2,1,3-селендиазол; при массовом соотношении Со К „С1

Со R .,С1 25"30:1 и общем количестве смеси 2,0-3,0 abaci..X по отношению к исходному четыреххлористо- . му углероду, а стадии осушки и пере- гонки совмещают во времени и пространстве.

Комплексы Со R„С1 и Со R С1 получают по известной методике f3).

Сущность предлагаемого способа со-, стоит s том, что комплексы кобапьта с укн лигандми (а, и R ) количественно распадаются в прйсутствии следов воды. Эти комплексы нерастворимы во всех обычных раство.рителях. В растворителях с примесями воды вместо обычного растворения имеет место разрушение комплек« са с образованием свободного лиганда.и гидратированного иона кобапьта.

В растворителях, содержащих в молекуле трехвалентный атом азота, про-. текает реакция замещения молекул лиганда молекулами растворителя. К таким растворителям относятся амины, амиды, иитрилы, а также некоторые гетероциклы. г

1117295

В растворителях, не содержащих трехвапентный атом азота в молекуле, но содержащих примеси воды, в частности в CCI, в результате протекания реакции в растворе обнаруживают продукты распада комплекса кобальта с серу- или селенсодержащими диазолами. Методом полярографии, а также УФ- и видимыми спектрами получающихся растворов показано, что взаимодействие между лигандом и комплексообразователем в азотсодержащих средах или в средах, содержа.щих следы воды, не имеет место. Комплексы кобальта с ароматическими ди- 15 азолами можно получить только в абсолютно безводных средах, не содаржащих атом азота. Во всех случаях при внесении указанных комплексов в растворители, содержащие примеси влаги, сумма спектров лиганда и иона кобальта соответствует получающемуся спектру, а на полярограммах четко фиксируются волны лиганда и иона кобальта. 25

Реакция распада комплексов кобапьта с указанными диазолами под действием молекул воды протекает очень ,быстро и растворитель принимает цвет гидратированного иона кобальта. Мгновенное связывание следов воды осушителем (комплексы кобальта) протекает по механизму образования гид,рата (перевод координированного атома кобальта в комплексе в гидратиро- З5 .ванный нон в растворе J и поэтому окрашивание растворителя в цвет гид,.ратированных ионов кобольта может служить характерным признаком удаления примесей воды из растворителя.

Известно, что твердый безводный

Сж!а имеет бедно-губой цвет. а ди-, -три-, тетра- и гексагидраты соответственно фиолетовый, пурпур- 45 ный, красный и красно-коричневый.

:Комплекс кобальта с диазолами представляет собой пластинки оливкового цвета, при внесении которых в СС1 в зависимости от количества воды в нем растворитель окрашивается в один из указанных цветов гидратированного

Со . Способность комплексов кобаль" ф та с бенз-2,1 3-тиа- и селендиазола" ми разрушаться в присутствии сле- 55 дов воды зависит от природы лиганда, точнее от природы ключевого гетероатома в молекуле лиганда.

Спедовательно, эффективность указанного комплекса как осушителя также зависит от природы гетероатома (Я, Se) в лиганде и значительно увеличивается при замене атома серы атомом селена в гетерокольце диазола. При очень низкой содержании воды в CCI4. наиболее эффективным осушителем является комплекс кобальта с бенз-2,1,3-селеипиаэолом. При содержании воды в растворителе в количестве, не превышающем 0,013, осушитепем может служить и комплекс кобальта с бенз-2,1,3-тилдиаэолом.

Следовательно, смесь укаэанных комплексов может служить в качестве осушителя в широком диапазоне содержания воды в растворителе. При глубокой осушке СС14 комплекс кобальта с бенз-2,1,3-селендиаэолом можно смешивать в виде примеси к комплексу кобальта с бенз-2,1 З-тиадиазолом, который будет связывать основное количество воды в растворителе. Необходимую степень очистки CC I в каждом конкретном случае можно достичь путем варьирования пропорции компонентов смеси.

Однако для того, чтобы композиция обладала максимальной эффективностью как осушитель, необходимо использовать минимальную весовую долю комплекса кобальта с бенз-2,1,3-селендиаэолом s смеси. Таким образом, одновременно с эффектом образования гидрата из безводного комплекса кобальта, которое легко в основу предлагаемого способа, состав осушающей смеси иэ комппексов кобальта с ароматическими диазолами является харахтерным признаком данного метода очистки СС14 . Мгновенное связывание сле-. дов воды комплексами кобальта на основе указанных диаэолов при их введении в СС14 исключает необходимость в предварительном 18-ти часовом кипячении растворителя с обратным холодильником над Р О . Поэтому смесь комппексов можно вводить в растворитель непосредственно на стадии перегонки, тем самым совмещая стадии осушки и перегонки °

Продукты распада комплексов — ли- ганд ароматический диаэол и гидраTHpoBBHHblA ион кобальта имеют гораздо более высокую температуру кипения, чем СС!<, поэтому при перегонке не могут переходить в дистиллят.

Последний собирают в приемник с yc;""-.

1117295 оотношении комплексов кобальта с енэ-2,1,3-тиадиаэолом и бенэ-2,1,3селендиаэолом. Результаты приведены в таблице. ройством для предотвращения контак- с та дистиллята с воздухом. Избыток б смеси комплексов кобальта с диаэолами при ввецении в СС1 оседает на дне колбы перегонного аппарата, в кото- 5 ром очищаемлй растворитель сохраняет цвет гидратированного иона кобальта до конца процесса. Содержание воды в дистилляте определяют стандартным титрованием по Фыиеру.

Пример 1. 300 мл CC1+ вносят в колбу перегонного аппарата, добавляют смесь, состоящую из 10 r комплекса кобольта с бенэо-2, 1, 3-тиади« азолом и 0,4 г комплекса кобальта с - бензот2, 1, 3-селендиазолом (общее количество смеси комплексов кобальта 2Æ и перегоняют. Отбирают фракцию с т.кип. 76,5-77,0 С { 200 мл).

Первую фракцию с т.кип. до 76,5 С 20: отбрасывают (30 мл). Содержаниеводы в дистиляте 0,0007Х. Скорость перегонки 5 мл/мин. Продолжительность процесса 1 ч.

0,0750

0,0550

1О: I

15: l

20:1

0,0100

0,0007

0,0005

25: I

30!I

35:1

0,0005

Таким образом, изобретение обеспечивает упрощение технологии процесса эа счет ликвидации стадии предварительного контакта растворителя щ с осушителем стадии осушки и перегонки совмещены во времени и пространстве, сокращение времени, необходимого для очистки СС1 за счет быстрого связйвания следов во« ды в растворителе смесью комплексов кобальта с ароматическими диа,волами, и достижение глубины осушки СС1 до 0,0005Х остаточной воды, что увеличивает степень осушки на порядок.

Составитель А.Артемов

Техред H. Асталош Корректор 3, Вутяга

Редактор Н.Джуган

Заказ 7145/16 Тираж 409 Подписное

ВНИИЙИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

ППП Патент Зак 378

Пример 2. 300 мл СС1е вносят в колбу перегонного аппарата, добавляют смесь, состоящую из 14 г комплекса кобальта с бенэо-2 „1,3-тиадиазолом и 0,4 г комплекса кобальта с бензо-2,1,3-селендиаэолом (общее количество смеси комплексов кобальта ЗХ1 и перегоняют. Отбирают фрак" цию с т.кип. до 76,5-77 С (200 мп) °

Содержание воды в дистилляте 0,0005Х.

Скорость перегонки 5 1чп/мин. Продолжительность процесса 1 ч.

Пример ы 3-8. Процесс проводят по примеру 2 прн различном

Примечание. К„-бенэ-2, l, 3-тиадиазол; R2-бенз"2,1,2-се- лендиазол.