Способ получения анионита

Способ получения анионита

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а 71)048 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18,04. 78 (21) 2605890/23-05 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 25.01.80. Бюллетень J% 3

Дата опубликования описания 28. 01, 80 (5 l ) M. Кл.

С 08 C 12/40

С 08 1 5/20

Гооударстееммый комитет

СССР ао демам иеооретеиий и открытий (53) УДК 661.183. . l 23. 3 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

И. В. Самборский, В. А. Вакуленко, Л. П. Потапенко, Э. М. Раков, А, В. Завьялов и Л. П. Деркач (7!} Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ AHHOHHTA

Изобретение относится к получению обесцвечиваюших анионообменных смол, используемых главным образом в гидролизной промышленности, а также в промышленности витаминов и антибиотиков.

Известны меламиноформальдегидные смолы с добавкой гидрата окиси алюминия для повышения тепло- и светостойкости i15

Известны также меламнноформальдегндные смолы для разделения молибдена и рения, в которые введены эпихлоргидрин и полиэтиленполиамин (5 .

Наиболее близким пà способу производства и назначению является анионит

AH-1 (3) . Анионит AH-1 является продуктом меламиноформальдегидной конденсации при соотношении 3, 3-3,4 моль формальдегида на 1.моль меламина. Конденсашпо проводят вначале в слабошелочной или нейтральной среде (нейтрализация) формалина едким натром до рН 7-8), а затем в сильнокислой среде (36+2%ная серная кислота).

Главная область использования AH-1очистка и обесцвечивание пентозного гидролизата. Оч.истка от серной кислоты и окрашивающих вешеств необходима для дальнейшей переработки пентозного гидролизата на ксилитан.

Недостатками АН-1, полученного изв естны м спосо бом, явля ются н евыс ока я емкость по кислотам, составляюшая 1,72,0 мэкв/мл или 4,7-5,0 кэкв/г, низкая обесцвечиваюшая способность по красящим вешествам элюатов витамина В . и окси12 тетрациклина, препятствующая его использованию в витаминной и медицинской промышленности, а также малая гранулометрнческая стойкость его зерен, чем определяется недостаточный срок службы при эксплуатации, составляюший 1-2 года вместо 5-8 лет для других ионитов.

Цель изобретения — увеличение обменной емкости меламиноформальдегидного анионита и его обесцвечиваюшей способности с одновременным увеличением механической прочности.

73 1048 4

Эта цель достигается проведением конденсации мелвмина с формальдегидом B присутствии карбамида и сульфата аммония, последний в кислой среде модифицирует метилольные производные меламина с образованием добавочного количества аминогрупп подобно реакции Канниха для ароматических соединений. Сульфат аммония вводят в пределах от 0,2 до 0,8 моль нв 1 моль меламина, карбамид — в количестве 0,01-0,1 моль на 1 моль меламина. Введение менее 0,2 моль сульфата аммония дает слишком малый эффект, а введение более 0,8 моль отрицательно сказывается на механИческой прочности.

Сульфат аммония удобнее вводить в виде раствора в 34-38 -ной серной кислоте, можно вводить и отдельно, одновременно с серной кислотой. Введение сульфата раньше кислоты приводит к помутнению массы, а введение сульфата после кислоты — к быстрому отверждению массы. Карбамид, добавляемый с цепью пластификации ионита и снятия излишней хрупкости, вводят в формалин со слабощелочной реакцией в самом начале процесса конденсации до введения меламина (карбамидные смолы, полученные в щелочной среде, обладают повышенной клейкостью). Введение карбамида в количествах менее 0,01 моль недостаточно эффективно, а в количествах более 0,1 моль снижает емкостные показ ат ели.

Способ получения анионита состоит в следующем. 37 /-ный формалин нейтрализуют 42%-ным едким натром до pH=8,. добавляют карбамид и нагревают до о

70+5 С. Далее растворяют в нем меламин, что занимает около 30 мин. На

1 моль меламинв берут 3,3+0,1 моль формальдегида, увеличение количества формальдегида ухудшает кинетические свойства ионита, уменьшение — снижает механическую прочность и обесцвечивающую способность, Реакционную смесь охо

-лаждают до 60 и при интенсивном перемешивании в нее вливают раствор 36%-но серной кислоты, содержащий 1-1,2 моль серной кислоты и 0,2 0,8 моль сульфата аммония. Реакционную массу из реактора переводят в камеру отверждения, где отверждают при 70 С в течение 3 ч и сушат при той же температуре 16 ч, затем подвергают дроблению и отмывке.

Пример 1, В реактор, снабженный обратным холодильником, устройствами для перемешивания, замера температуры, нагрева и охлаждения загружают 276 г (3,4 моль) 37%-ного формалина, добавляют несколько капель 42%ного жидкого едкого натра, доводя рП реакционной массы до 8, и всыпают 3 г карбамида (0,05 моля . После этого массу нагревают до 70 С и в нее загружают 126 r о

1 (1 моль) меламинв, При 70-75 С и перемешивании растворяют меламин. После образования прозпвчного раствора его

10 охлаждают до 60 С и при интенсивном перемешивании в него вливают 349 г раствора, содержащего 98 r (1 моль) .! серной кислоты и 77 г (0,58 моль) суль фата аммония. Затем реакционную массу

15 из реактора сливают в противень и ото верждают при 70 С в течение 2/3 ч, измельчают до размеров кусков 20-40 мм и подвергают термообработке в течение о

1 6 ч при 70 С. После окончательного

20 дробления получают 390 г фракции 0,3152,0 мм, которую замачивают 780 г воды на 1 ч. Затем жидкость отделяют от ионита, получая 694 г ионита в товарной форме с влажностью 48% и 476 г фильтрата, содержащего 20 г серной кислоты и 10 г сульфата аммония. Фильтрат может быть использован для приготовления следующей порции раствора серной кислоты и сульфата аммония. Получающийся при дроблении в количестве 7-9 отход (ситовая фракция с размером частиц мельче 0,3 мм) может быть возвращен в процесс при конденсации следующей операции. Пылевидную фракцию ввдят сразу после введения раствора серной кислоты.

Пример 2. Все условия получения анионита и загрузки меламина и формалина такие же, как в примере 1. Еарбамид вводят в количестве 0,6 г (0,01 моль), 40 а также вводят 301 г раствора, содержащего 99 r (1.01 моль) серной кислоты и 27 г (О,c моль) сульфата аммония.

Условия отверждения, предварител ьного дробления, термообработки, окончательного дробления, замачивания и отделения от настоя такие же, как в примере 1. Полуй чают 578 г ионита в товарной форме с влажност ью 4 5, 5 .

Пример 3. Все условия получения анионита и загрузка меламина и формали50 на такие же, как в примере 1. Еарбамид вводят в количестве 6 г (О, 1 моль), а также вводят 4 4 г раствора, содержащего 115 r (1,17 моля) серной кислоты и

105 г (3,8 моля) сульфата аммония. Условия отверждения, предварительного дробления, термообработки, окончательного дробления, замачивяния и отделения от

5 711048 6 настоя такие же как в как в примере 1. Полу- не отличающиеся от известного анионита чают 765 г ионита в товарной форме с и между собой. влажносгью 49,9%.

Полученные образцы — белые непрозрачные зерна размером 0,315 2,0 мм

Предлагаемый

Показатель

Известный

СОЕ по 0,1н серной кислоте мэкв/г

7,45

2,82

1280

5,96

7,70 мэкв/мл

1,94

2,47

2,78

1225

ДОŠ— —, мэкв/л

1100

1200

Окисляемость фильтрвта, мг0/л

3,75

3,95

3,70

3,83

Удельный объем набухшего в ОН-форме, мл/г

2.68

2,64

2,41

2,77

Механическая прочность по МИИ-62, %

97,1

98,6

97,4

97,6

Механическая прочность по стальным шарам, %

95,1

96,5

95,2

96, -

Осмотическая стабильность по ГОСТ 17338-71, %

82

Обеспечивающая способность по бромфенолсинему,%

49,2

39,4

51,0

53,2 по красящим в-ввм пентозного гидролизата, %

50,5

82,7

79,3 по нетивному р-ру окситетрациклинв, %

10,1

30,8

35,9

34,6 по гидролизату витамина

29,5

77,6 57,3

75,2 карбамида приводит к некоторому снижению расходных коэффициентов по мелами ну, формалину и серной кислоте.

Формула изобрете ния

Технико-экономические преимуще ства предлагаемого способа выражаются в том, что за счет увеличения количества функциональных групп емкость анионита по кислотам увеличивеется на 40-50%, при45 чем это увеличение сопровождается повышением механической прочности и осмотической стабильности на 25-30%; повышается обесцвечиввюшвя способность (почти в

3 разе) по красящим веществам гидролизата витамина В,, что создает возмож12 ность использования внионита в новых областях — промышленности витаминов и антибиотиков; несмотря на дополнительный расход сульфате аммония в количестве около 300 кг/т сухого енионита и карбамида около 30 кг/т себестоимость анионите несколько снижается, так как введение более дешевых сульфата аммония и

Свойства полученных анионитов приве5. "цены в таблице.

1. Способ получения анионита путем конденсации меламина с формельдегидом сначала в слабощелочной или нейтральной среде и далее в сильнокислой среде, о т ° лич ающи йс ятем, что,с целью

I увеличения обменной емкости, обесцвечиввющей способности и механической прочности анионита, конденсацию осуществляют в присутствии кврбвмиде и сульфата аммония, взятых в количестве, соответст,венно, 0,01-0,1 моль и 0,2-0,8 моль нв ,1 моль мелвминв.

711048

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся там, что карбамид вводят в нейтрализованный раствор формальдегида до введения меламина, а сульфат аммония. используют в виде раствора в серной кислоте 34-38%-ной концентрации.

Источники информации, принятые во внимание прн акспертнзе

1. Патент США М 3786041, кл. 260-17,3 опублик. 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

N 379590, кл. С 08 О 12/40, 1968.

3. Авторское свидетельство СССР

_#_) 113130, кл, С 08 С 12/32, 1959 (прототип).

Составитель В. Мкртычан

Редактор Л. Веселовская Танкред Н, Ьабурка Корректор 10. M акареико

Зенон 8592/14 Тираж 549 Поппноное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

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