Способ регенерации соединенийшестивалентного xpoma

Способ регенерации соединенийшестивалентного xpoma

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()834254 (6! ) Дополнительное и авт. свид-ву— (22)»« «o 12. I O. 79 (21) 2828331/23-26 (3 (51)М. Кл.

С 25 В I/00

С 01 Я 37/14 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР

{23)Приоритет по делам иааорвтеинй и открытий (53) УДК 621. .357.1 (088.8) Опубликовано 30 ° 05.81 ° Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 30.05.81 (72) Авторы M.ß. Фиошин, Г.А. Кокарев, Е.В. Гром изобретения А.И. Рязанов, И.Г. Якимчук, В.И. Баз

И.В. Галич и А.Т. Сороковых

Московский ордена Ленина и ордена Тру

Знамени химико-технологический инстит им. Д. И. Менделеева (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ СОЕДИНЕНИЙ

ШЕСТИВАЛЕНТНОГО ХРОМА

Изобретение. относится к применению метода электролиза для регенерации окислителя из производствен- ных отходов, образующихся в процессе синтеза органических соединений.

Известен способ регенерации соединений шестивалентного хрома путем, электрохимической обработки отработанного в органическом производстве окислителя. В оптимальных условиях электролиза выход по веществу составляет 90% и но току 83%, при . многократной регенерации выход еще ниже fl) .

Недостатком известного способа является невысокий выход по току и веществу при многократной регенерации.

Цель изобретения — повышение выхода по току и по веществу соединений шестивалентного хрома при многократной регенерации.

Поставленная цель достигается тем, что из обработанного окисли2 теля перед электрохимической обра-. боткой удаляют фильтрацией примеси, окислитель обрабатывают острым паром до полного разложения органических соединений, с последующим их отделением и обработкой окислителя активированным углем.

Шестивалентиый хром может исполь" зоваться в производстве п-бензохино-. на. то

В реактор поступают аиилйн и сернокислый раствор бпхромата натрия с заданной концентрацией. В реакторе происходит образование п-бензохинона1

15 который отгоняют с водяным паром ли1 бо экстрагируют каким-либо растворителем, а отрабосанный окислитель, содержащий примеси хинона, анилина и промежуточных продуктов окисления .подают на очистку. На фильтре происходит отделение нерастворимых соединений, включая органические красители. В случае извлечения п-бензохинона органическим растворителем, 834254 4 ле "окисление-регенерация" по веществу 89,8% и по току 43,6%.

Пример 2. а). Синтез и-бен.зохинона проводят аналогично, как описано в примере lа, но использу.ют при этом очищенный путем фильтрации регенерированный окислитель.

Результаты опытов сведены в табл. 1.

Таблица 1

Выход по

Веществу бензохинона, %

Пример 1. а). Синтез и-бензохинона. В 500 мг. 6 н. раствора серной кислоты порциями загружают

52 г бихромата натрия, охлаждают до +10 С и заливают в делительную воронку. В бюретку наливают !6 мл анилина. Затем начинают сливать бихромат натрия и анилин в реактор.

Продолжительность дозировки составляет .15-20 мин. После окончания подачи растворов в реактор, реакционную смесь выдерживают в течение

0,5 ч при перемешивании и затем отбирают пробу для анализа на и-бензохинон, концентрацию которого определяют йодометрическим методом.

Полученный и-бензохинон отделяют отгонкой с паром, либо экстрагируют каким-либо растворителем, например бензолом. Выход .и-бензохинона 98%.

Сернокислый раствор отработанного окислителя подают на регенерацию, которая осуществляется электрохимически. б). Регенерация соединений шестивалентного хрома. В анодное прос-. транство злектролизера заливают

500 мл отработанного окислителя, в катодное — 4 н. раствор серной кислотй. Анодная плотность тока поддерживается 3-5 А/дм, температура раствора - 40"50 С. Электролиз проводят до полной выработки соединений трехвалентного хрома, Выход шестивалентного хрома в первом цик25

35

3 указанный раствор направляют в аппарат для обработки острым паром с целью удаления остатков растворителя и разложения побочных органических продуктов. Образовавшиеся нерастворимые соединения отфильтровывают на фильтре. В колонне, наполненной активированныч углем, например марки АГ-З, происходит окончательная очистка окислителя от примесей. Из колонны очищенный раствор трехвалентного хрома подается в анодное пространство электролизера, где осуществляется регенерация окислителя. В качестве анода используют двуокись свинца, в качестве катода— металлический свинец, Католитом служит 3-4 н. раствор серной кислоты.

Для разделения катодного и анодного пространств применяют керамическую диафрагму. Электролиз проводят до полной выработки соединений трехвалентного хрома.

96,5 94,7 92,4 91,3 89,8 б). Отработанный окислитель после синтезов подвергают предварительной очистке от органических примесей, которые снижают выход по веществу при получении и-бензохинона и выход по веществу и току при регенерации соединений шестивалентного хрома.

Очистку осуществляют путем фильтрования через фильтр из плотной химически стойкой ткани.При этом на фильтре отделяется черный осадок красителей (побочные продукты) ° После этой операции сернокислый раствор трехвалентного хрома передают на электрохимическое окисление в шестивалентный хром. в) . Регенерацию очищенного путем фильтрации отработанного окислителя проводят аналогично как описано в примере lб.

Результаты опытов сведены в

40 табл. 2.

Таблица 2

45 Выход по 89,4 87,5 84,2 82,4 80,7 веществу соединений хрома (Vl),%

Выход по 47,1 42,3 37,5 33,4 29,6 току соединений хрома

55 I

Пример 3. а) . Синтез п-бензо-. хинона проводят аналогично, как описано в примере lа, но используют

5 окислитель, подвергавшийся очистке от органических примесей путем обработки острым паром.

Результаты опытов сведены в табл. 3.

Таблица 3

834254 6 ких примесей с помощью активированного угля °

Результаты синтезов сведены в табл. 5 °

5

Таблица 5

Выход по веществу бензохинона, Выход по веществу бензохинона, 88,4 86,7 83,4

Выход по току соединений хрома (и), z

97>1 96э6 96эО 95э4 95э0 б). Очистку отработанного окислителя после синтезов от органичес ких примесей проводят путем обработки острым паром. При этом острый пар подается в колбу с окислителем в течение 2-3 ч. В результате этой операции происходит отделение остатков растворителя (в случае извлечения и-бенэохинона растворителем, например бенэолом) и разложение побочных органических продуктов.

Затем сернокислый раствор трехвалентного хрома отфильтровывают от. твердых нерастворимых соединений, образовавшихся при пропаривании. Пос" ле очистки отработанный окислитель подается на электрохимическую регенерацию. в). Регенерацию отработанного окислителя очищенного путем пропаривания осуществляют аналогично, как описано s примере 16.

Результаты опытов сведены в табл. 4.

Т а б л и ц а 4

Выход по 91,5 90 5 веществу соедине.ний хрома (Ч1), 58,4 56,2 54,6 51,5 48,3

Пример 4. а). Синтез и-бенэохинона проводят аналогично, как описано в примере 1а, но используют окислитель очищенный от органичес97,4 97,0 96,6 96,1 95,5

6).Очистку отработанного окислителя после синтезов осуществляют с помощью активированного угля марки АГ-3. Очистка проводится в колонке длиной 20 см, заполненной активированным углем,. Скорость протекания раствора окислителя через слой угля составляет 5 мл/мин. После очистки отработанный окислитель подает-. ся-на регенерацию. в). Регенерацию отработанного окислителя очищенного с помощью акти/ вированного угля осуществляют ана-. логично,.как описано в примере 16.

Результаты опытов сведены в табл. 6, 30 Таблица 6

Выход по 94,3 93,5 91,7 89,2 85,3

35 соедине. ний хро.ма (Vl),%

4О Выход,.по 78,4 75,2 72,5 69,6 66,9 току соединений хрома (и), z

Как видно из результатов, представленных в примерах 2-. 4, выход как при синтезе и-бенэохинона, так и при регенерации окислителя, очищенного от органических соединений, каждым методом в отдельности снижается от цикла к. циклу "окисление-регенерация".

Стабильных выходов по веществу и току удается достичь лишь при применении всех методов .очистки отработанного окислителя комплексно.

Пример 5. а). Синтез п-бен-, зохинона проводят аналогично, как

Таким образом, стабильные и высокие выходы по веществу 94,995,2 и, по току 86,7-87,1 в процессе регенерации отработанного окислителя удается получать в каждом последующем цикле "окисление-регенерация" лишь при сочетании всех методов очистки (фильтрования; пропарнвания с последующим фильтрова10 кием, обработки активированным углем) от примесей органических соединений; накапливаемых в процессах жидкофазного окисления.

Применение предлагаемого способа регенерации соединений шестивалентного хрома позволяет осуществлять безотходное производство и-бензохинона, что дает экономию примерно 100 тыс. в год. 7 834254 описано в примере la, но используют: отработанный окислитель подвергшийся всем методам очистки от примесей органических соединений.

Результаты синтезов сведены в табл. 7.

Таблица 7

20, Способ регенерации соединений

2 шестивалентного хрома путем электрохимической обработки отработанного в органическом производстве окислителя, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода 0 по току и по веществу соединений шестивалентного хрома при многократной регенерации, из отработанного окислителя перед электрохимической обработкой удаляют фильтраз цией примеси, окислитель обрабатывают острым паром до полного разложения органических соединений, с последующим их отделением и обработкой окислителя активирован40 ным углем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Патент США N 3450623, кл. 204-256,опублик. 1969.

Выход 98,0 98,0 97,9 98,0 98,0 бензохинона, б). Очистку отработанного окислителя от опытов проводят фильтрованием обработкой острым паром с последующим фильтрованием и обра- . боткой активированным углем. в). Регенерацию отработанного окислителя от опытов, очищенного от органических примесей с помощью

1 фльтрования; обработкой острым паром с последующим фильтрованием активированного угля, проводят аналогично, как описано в примене 1б.

Результаты опытов сведены в табл. 8, Таблица 8

Выход по 95,2 95,0 94,9 95,0 95,2 веществу соединений хрома (Ч1),%

Выход по 86,7 87,0 86,8 87,0 87,1

:току соединений хрома (и), z

Формула изобретения

Составитель О. Зобнин

Редактор В Матюхина Техред А.Савка Корректор Н.Швыдкая

Заказ 4016/53 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам издбретений и открытий

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

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