Производные пектовой кислоты в качестве флокулянтов для осветления водных каолиновых суспензий

Патент 1260365

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Производные пектовой кислоты общей формулы С NHCH2R JyL wn. j где при R N - (CjHs) x:y:z « 50,6:(0-l,7):(47,7-49,4) мол.% с мол. массой (4,5-5,0) 10, а при R - Nfl-C H OH x:y:z 40,5: :(0-21,8):(37,7-59,5) мол. % с мол. массой (4,9-5,4) Ю, в качестве флокулянтов для осветления водных каолиновых суспензий. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2!) 3818737/23-05 (22) 26. 10.84 (46) 30.09.86. Бюп. 1) 36 (72) В.Л. Лапенко, А.И. Сливкин, Л.Б. Потапова, Е.А. Баранов и Л.Г. Зобнина (53) 663.63.065(088.8) (56) Патент США Н 2520123, кл. 260209,5, 1950. (54) ПРОИЗВОДНЫЕ ПЕКТОВОИ КИСЛОТЫ В

КАЧЕСТВЕ ФЛОКУЛЯНТОВ ДЛЯ ОСВЕТЛЕНИЯ

ВОДНЫХ КАОЛИНОВЫХ СУСПЕНЗИИ (57) Проиэводные пектовой кислоты обп(ей формулы (S1) 4 С 08 В 37/06//В О1 1) 21/01 где при R N вЂ” (С К ) z х:у:z

= 50 6.(0-1,7):(47,7-49,4) мол.X c мол. массой (4,5-5,0) 10 а при R NH-С Н40Н х:у:z 40,5:

:(0-21,8):(37,7-59,5) мол. Ж с мол. массой (4,9-5,4) 104 в качестве флокулянтов для осветле,ния водных каолиновых суспенэий.

OH Xl

Ьн Ы

4 12

Изобретение относится к новым химическим соединениям вЂ” производньп1 пектовой кислоты, которые могут быть использованы в качестве флокулянтов для осветления водных каолиновых суспензий.

Цель изобретения вЂ” увеличение эф.фективности осветляющеro действия флокулянтов водных каолиновых суспензий.

Поставленная цель достигается новыми производными пектовой кислоты общей формулы о КНСИф

2 ремешивают при 40 С в течение 2 ч

Полученный полимер отфильтровывают

У экстрагируют ацетоном и сушат в вакууме при 40-50 С. Получают 10,0 r (70j4%) целевого продукта. Мол.масса полученного полимера, определенная методом светорассеяния, равна

5,4 " 10 ; pp) =- 2,3 (вода). Т.разл.

198-204 С.

1О Найдено, %: N 6 01; 5,98. (ьНзОь)„г (С Н О М) (CqH gOI,Ny) g (х = 40,50; у:= 14,52; z = 44,98) .

Вычислено, %: N 6,72.

Степень аминометилирования 0,76.

15 Данные потенциометрического титрования:

Найдено карбоксильных групп, %:

1) 9,14; 2) 9,31.

Вычислено на х = 40,5 карбоксильI Ю ных гРупп, %: 8,72.

Найдено гидроксиэтиламинометил, л у амидных групп, %: 1) 18 49; 2) 19 01. с мол. массой

Вычислено на z = 44,98 гидрокси(4 5-5 0) "1 0 иламинометиламидных групп %:

25 ь о ° а при R = NH-С НЕОН х:у:z 40,5:

19,18.

:(0-21,8):(37,7- Пример 2. 10,0 г (0,057 моль)

59 5) мол. % с ополимера. пектовои кислоты и амида мол. массой пектовой кислоты, содержащего (4 9 5 4), 104 59,5 мол.% амида пектовой кислоты, П изв е пектовой кислоты полу 30 диспеРгиРУют в смеси 21 мп ацетона чают обработкой сополимера пектовой и 9 мл вод . ПРи пеРемешивании докис оты и а пектовой кислоты фор вЂ” бавляют 2,3 мл (0,029 моль) 34%-ного альдегидом, затем диэт ном и фоРмалина и 1,7 мл (0,027 моль ) этаэтаноламином в количестве 1-2 моль ноламина. Смесь перемешивают в течена звено полимера в среде ацетон вЂ” 35 ние 2,3 ч при 50 С и 0,7 ч при 60 С. вода при 40-50оО в течение 2 3 ч. Ц Полученный полимер отфильтровывают, левой продукт отделяют ф ьтровани- экстрагируют ацетоном, сушат в ваем, промывают ацетоном, сушат в ва- кууме при 40 С. Получают 10,2 г о ку ме при 40-50ОС. Получ 67-70% (71,8%) целевого продукта с мол.масжелтого порошка, растворимого в воде. 40

Строение полученных соединений доказано методами элементного анализа, Найдено, %: N 6,68; 6,80 (среднее потенциометрического титрования. HKспектроскопии и светорассеяния. (С4 НАБОБ )х (C9HII ON )г, (х = 40э 5 1

Оптимальная концентрация получен- 45 ЯФ )

59 5 . ных фпокулянтов составляет 1-7 мг/л

Вычислено, %: N 6,72. каолиновой суспензии. Увеличение конСтепень аминометилирования 1,00.

Данные потенциометрического титвыпе снижает эффект флокуляции. рования:

П р:й „р 1 10 „(О 05 мол ) gP пол р пектовой KHcRoTbI H

11 18 8 пектовой кислоты, содержащего

59,5 мол.% амида пектовой к ой кислоты, Вычислено на х 40,5 карбоксильдиспергируют в смеси 21 мп ацетона ных групп 18,29.. и 9 мп воды. При перемешивании добав- 5 Найдено гидроксиэтиламинометиламидляют 2,1 мл 36%-ного формалина ных групп, %: 1) 23,81 2) 23,49. (0,028 моль)фо маль е и (О 028 мол

)ф р ьдегида и 1,7 мл Вычислено на г 59,9 гидроксиэтилэ оль) этаноламина. Смесь пе- аминометиламидных групп, %: 24,4.

3 1260

Пр им е р 3. 10 г (0,057 моль сополимера пектовой кислоты и амида пектовой кислоты, содержащего

59,5 мол. амида пектовой кислоты, диспергируют в смеси 21 мл ацетона .и 9 мл воды, затем при перемешивании добавляют 21 мл 36Х-ного формалина (0,028 моль формальдегида) и 1,7 мл (0,028 моль) этаноламина. Смесь пе,ремешивают при 40-45 С в течение 2 ч.>0

Полученный полимер отфильтровывают, экстрагируют ацетоном и сушат в вао кууме при 40-50 С. Получают 10 r (70,4 ) целевого продукта с мол.массой 5,2"10 ; (f = 2,3 дцл/г (вода). 5

Т.разл. 198-204 С.

Найдено, : N 6,00; 6,24 (CeHsOe)z (С Нз О И) q LC HigeNqj g (х = 40,5X, у = 21,8Х, z = 37,7X).

Вычислено, .: М 6,72. ю

Степень аминометилирования 0,63.

Пример 4. 10 r (0,057 моль) сополимера пектовой кислоты и амида пектовой кислоты, содержащего

59,5 мол.X амида пектовой кислоты, диспергируют в смеси 21 мл ацетона и 9 мл воды, затем при перемешивании добавляют 21 мл 36Х-ного формалина (0,028 моль формальдегида) и

5,9 мл (О 057 моль) диэтиламина. 30 о

Смесь перемешивают при 40-45 С в течение 2 ч. Полученный полимер отфильтровывают, экстрагируют ацетоном и сушат в вакууме при 40-50 С. Получают 10,5 г -(70, Х) целевого продук- >> та с мол. массой 4,6<10 (gj

2,19 дцл/г (вода). Т.разл. 196200 С.

Найдено, : N 5,72; 5,81.

QC 6HsO&gCliH2oO9N )

Вычислено, .: N 5,64.

Степень аминометилирования 0,99.

Пример 5. 10 г (О 057 моль) 45 сополимера пектовой кислоты и амида пектовой кислоты, содержащего

49,38 мол. амида пектовой кислоты, диспергируют в смеси 21 мл ацетона и 9 мл воды, затем при перемешивании N добавляют 2,1 мл 36 -ного формалина (0,028 моль формальдегида) и 5,9 мл (0,057 моль) диэтиламина. Смесь перемешивают при 40 С в течение 2 ч.

Полученный полимер отфильтровывают, 55 экстрагируют ацетоном и остаток суо шат в вакууме при 40 С. Получают

10,5 г (70,IX) целевого продукта с

365 4 мол. массой 5 0 ° !О+; t )) = 2",,19 (so,:да) . Т. разл. 196-200 С.

Найдено, .: N 5; 67; 5, 77 (среднее

5,72). (С Н О )„(С„Н О И ), (х 50,62;

z = 49,38).

Вычислено, Х: N 5,64.

Степень аминометилирования 1,00.

Данные потенциометрического титров ания:

Найдено карбоксильных групп, Х:

l) 18,96; 2) 18,81.

Вычислено на х - 50,62 карбоксильных групп 19,38.

Найдено диэтиламинометиламидных групп, .: 1) 23,31; 2) 23,02.

Вычислено на z = 49,38 диэтиламинометиламидных групп, Х: 22,91.

Пример 6. 10 г (О 057 моль) сополимера аналогичного использованному в примере 5, диспергируют в смеси 21 мл ацетона и 9 мл воды, затем при перемешивании добавляют 2,1 мл

36 -ного формалина (0,028 моль формальдегида) и 2,95 мл (0,028 моль) диэтиламина. Смесь перемешивают при о

40 С в течение 2 ч, Полученный полимер отфильтровывают, экстрагируют ацетоном и остаток сушат в вакууме при 40 С. Получают 10,3 r (69,IX) целевого продукта с мол. массой 4,5 . 10 ; (g) = 2,15 (вода). Т. разл. 197202 C.

Найдено, : N 5,33; 5,21 (среднее

5,27). (CeHsOe)» (С H O N) (C4HioО И ) (х

= 5O;62; у = 1,72; z = 47 66).

Степень аминометилирования 0,97.

Данные потенциометрического титрования:

Найдено карбоксильных групп, .:

1) 16,28; 2) 16,41.

Вычислено на х = 50,62 карбаксильных групп, : 15,94.

Найдено диэтиламинометиламидных групп, Х: 1) 22,06; 2) 21,92.

Вычислено на z = 47,66 диэтиламинометиламидных групп, .: 22,26.

Пример 7. 10,0 r (0,057 моль) сополимера, аналогичного использованному в примере 5 (амид пектовой кислоты с конверсией 49,38 ), диспергируют в смеси 21 мп ацетона и 9 мл воды, затем при перемешивании добаввЂ” ляют 2,1 мл Зб -ного формалина (0,028 моль формальдегида} и 3,96 мл (0,041 моль) диэтиламина. Смесь перемешивают при 40 С в течение 2 ч. Поо

12603

Т аблиц а. 1

Полим

Пектин

1,0

65,0

2,0

88,9

40,2

3,0

5,0

38,9

7,0

55,2

10,0

40,2

Полиакриламид

1,0

66,8

2,0

62,3

3,0

38,3

29,1

5 0

S лученный полимер отфильтровывают, экстрагируют ацетоном и остаток сушат в вакууме при 40 С. Получают 10,1 r (67,4X) целевого продукта с молекулярной массой 5,0 10 ;(@ 2,21 (вода) .

Найдено, X: N 5,42; 5,64 (среднее

5,53). (С,Н,О,)„(С,Н,(Б) (С,Н.О,Н,), (x

50,6»; у * 1,01; z 48,37).,!О

Вычислено, X: N 5, 64, Степень аминометилирования 0,980.

Данные потенциометрического титрования:

Навески: 1) 0,196; 2) 0,176. 15

Найдено карбоксильных групп, X:

1) 20у01; 2) 19,13.

Вычислено на х 50,62 карбоксильных групп, X: 19,38.

Найдено диэтиламинометиламидных 20 групп, X: 1} 22 68; 2} 22,20.

Вычислено на X 48,37 диэтиламинометипамидных групп, Х; 22,44.

Испытание флокулирующей активности полученных соединений проводили на 5 двух модельных стоках по следующей методике.

Модельный сток Р 1, содержащий по

25 мг/л сульфатов Cr, Fe, Ni, Gu . и 500 мг/л шлифпорошка (водопровод- 30 ная вода), наливают в количестве 0,5

65 Ь

0,5 л в 4 цилиндра на 0,5 л. Раствором Са(ОН) рН стока доводят до 9.

Через 30 мин во все цилиндры вводят по 50 мг/л AE (SO<). 18 Н О. Не прекращая перемешивания, в сток вводят флокулянты. Один цилиндр контрольный. Через 30 мин отстаивания пробы осветленной жидкости отбирают стеклянной пипеткой, погружаемой на глубину 15 см. Оптическую плотность осветленных жидкостей определяют на

ФЭК-60 сф Р 4 520 нм на фоне дистиллированной воды. Зависимости оптической плотности (степени осветления) от дозы флокулянта представлена в табл. 1.

Модельный сток У 2, содержащий

500 мг/л каолиновой пудры (дистиллированная вода) объемом 0,5 л, наливают в 4 цилиндра на 0,5 л. Во все цилиндры добавляют 18 мг/л АУ (ЯО ) 1

«18 Н О. Не прекращая перемешивания, в сток вводят флокулянты в дозах от 1 до 20 мг/л; перемешивание продолжают в течение 5 мин. Через

15 мин отстаивания оптическую плотность осветленных жидкостей определяют по описанной методике. Зависимость оптической плотности (степени осветления) от дозы флокулянта представлена в табл. 2 и 3.

О, 180

0,248

0,112

0,107

0,153

О, 112

0,184

0,173

0,108

0,082

1260365

Продолжение табл.!

7,0

0,065

0,045

22,3

10,0!

6,6

Диэтиламид пектина

1,0

0,150

0,302

54,2

2,0

107,8

О, 166

3,0

61,1

5,0

0,196

0,221

0,152

71,0

80,9

7,0

10,0

54,3

Производное пектовой кислоты по примеру 6

1,0

0,177

0,224

0,133

64,2

2,0

80,2

3,0

48,2

0,152

5,0

54,1

7,0

0,211

0,142

76,2

10,0

50,3

Производное пектовой кислоты по примеру 2

1,0

43,2

2,0

77,3

3,0., 38,9

5,0

7,0

10,0

57,7

34.8

Таблица 2

С поли- Иутность, мера, мг/л мг/л

2 3 4

Полимер

Оптическая плотность

0,030

0,001

52,5

l 8

Производное пек- 0,5 говой кислоты по примеру 2,1,0

О, 120

0,212

0,110

О ° 122

0,162

0,096

1260365

0,002

О, 003

3,5

2,0

3,0

3,5

5,0

5,3

7,0

262,1

315,4

10,0

0,15

20,0

0,18

17,5

1,0

3,5

2,0 3,0

3,5

5,0

3,5

5,3

7,0

10,0

10,5

193,2

20,0

115,6

1,0

49,0

2,0

3,0

49,0,О

47,2

35,0

7,0

38,5

10,0

68,2

20,0

Оптическая плотность

Полимер

С полимера, мг/л

Мутность, мг /л

О, 001

0,001

0,002

1,0

1,8

2,0

1,8

3,0

3,5

Производное пектовой кислоты по примеру 6

Полиакриламид брянский ТУ 6-01-1049-81

Производное пектовой кислоты по примеру 5

0,010

0,002

О, 002

0,002

0,003

0,006

0,110

0,066

0,028

0,027

0,020

0,022

0,039

Продолжениет табл. 2.

Та блица 3

1260365

Продолжение табл.З.

5,0

3.5

7,0

lO,0!

92,5

262,1

20,0

1,0

3,5

2,0

3,5

3,0

3,5

5,0

7,0

?,О

175,5

I0iO

280,0

20,0

21,0

1,0

3,5

2,0

1 8

Э,О

5,0

7,0

12,25

10,0

175,5

20,0

19 4

1,0

О, 002

3,5

2iO

3,5

3,0

0,002

0,005

0,008

0,120 .

0,070

3,5

1,О

8,7

7,0

14,0

IOi0

210,0

20,0

122,5

1,0

52,5

49,0

0.030

0,028

2,0

3,0

Производное пектовой кислоты по примеру 1

Производное пектовой кислоты по примеру 7

Производное пектовой кислоты по примеру 4

Полиакриламид брянский

ТУ-6-01-1049-81

0,002

0,004

0,l1O

0,150

0,002 а,002

0,002

0,004

0,100

0,160

0,012

0,002 О, 001

q,OO2

0,004

0,007

0,100

0,011

Продолжение табл. 1

1260365

) 2 ) 3

43,7

0,025

0,020

0,040

35,0

7,0

35,0

10,0

70,0

20,0

Составитель А. Оленин

Редактор А. Огар Текред И.Попович Корректор М. Максимишинец

Закаэ 5188/20 Тирах 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4