Способ получения меллитовой кислоты

Способ получения меллитовой кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ. Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2502Я0 (21) 2888195/23-04 (51 } М. Kll.

С 07 С 6 3/313

С 07 С 51/27 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР но делан изобретений и открытий

}Я3} УДК547 ° 585 ° .07 (088. 8) Опубликовано 300882. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 300882!

P È.Ðóäàêîâà, Е.С.Рудаков и Г.И.лбова"й.: р „:„.;,, ° ° ° °

Эд,т-..1 „.

В ..» с

%xg -, „.,, ".Ъ Г, Институт физико-органической химии J углйЩрщц-,.

AH Украинской CCP

- Л. :!

--- . ».»,„ (72) Авторы изобретения

1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛЛИТОВОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к органичес= кому синтезу, конкретнее к способу .;получения меллитовой кислоты, которая"находит применение в производстве термостойких полимеров и эпоксид-, ных смол, в качестве сырья для полу- чения пиромеллитового диангидрида.

Известен способ получения мелли--. товой кислоты путем окисления угля, предварительно обработанного при

600-650оС в присутствии A1Clg > с помощью азотной кислоты и хлора в щелочной среде при нагревании с последукщей обработкой полученного продукта на сульфосополистирольном катионите в Н+ форме и упариванием (1).

Недостатком данного способа явля етс его сложность, поскольку он включае четыре стадии, одна из которых, связана с работой на катионите.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаевым результатам способ получения меллитовой кислоты путем окисления антрацита 96%-ной HNO> при 20-22 С с последующим докислением полученного продукта в щелочной среде перманганатом калия при той же температуре, после чего целевой продукт выделяют путем электродиалиэа. Выход меллитовой кислоты составляет 26,2 r на

100 г углерода или около 21Ъ на горючую массу (21.

Недостатками известного способа являются длительность процесса, пос кольку окисление протекает 21 дн., а выделение — 4 дн., а также сравнительно низкий выход целевого продук1О

Цель изобретения — интенсификация процесса и повышение выхода целевого продукта.

Поставленная цель достигается йолучением меллитовой кислоты путем окисления антрацита 40-80%-ной HN03 при кипении реакционной массы обычно в течение 3-12 ч с последующимдоокислением полученного продукта щелочным

С ° раствором перманганата калия при кипении реакционной массы обычно в течение

О,5-5 ч, после чего для выделения целевой .продукт переводят в бариевую соль, которую последовательно обрабатывают серной, а затем 90-96%-ной

25 азотной кислотой.. Выход меллитовой кислоты составляет 40-50% на горючую массу угля.

Пример 1. Используют антра30 цит п/о Донбассантрацит, н1ахтоуправ954386

Выход меллитовой кислоты

Концентрация азотной кислоты, Ъ на горячую массу угля,Ъ

40,0

1,65

43,8

1,82

43,0

1,78

60 ление "Алмазное", шахта С-хрустальная, пласт алмазный 1З, 5-ая Восточная лава, марка "A". Состав антраци; та, Ъ: влага 1,6; зола 17,7; С 94,4;

Н 2,2; S" 1, 3; и + О 2,1. В колбу на 250 мл, снабженную обратным холодильником, помещают 5 r антрацита (размер частиц (0,16 мм) и

75 мл 60Ъ азотной кислоты. Смесь кипятят б ч, реакционную массу упаривают досуха, растирают в ступке и 10 переносят в колбу на 500 мл с обратным холодильником и механической мешалкой. Сухой остаток заливают 200 мп

10Ъ раствора едкого кали, нагревают на водяной бане до кипения и медленно в течение 0,5 ч добавляют

20 г перманганата калия. После добавления всего перманганата в колбу вливают 50 мл дистиллированной воды. Окисление щелочным -перманганатом проводят 5 ч. Избыток окислителя раскисляют.добавкой 20 мл этилового спирта,. Двуокись марганца отфильтровывают, промывают кипящей дистиллированной водой. Фильтрат и промывные воды упаривают до объема

100 мл и нейтрализуют азотной кислотой до рН 7. Приливают горячий насыщенный раствор хлорида бария. Выпавшие в осадок бариевые соли бензолполикарбоновых кислот отфильтровывают и проьывают холодной водой. Отжатые на фильтре бариевые соли переносят в стакан, добавляют 25 мл 13Ъ-ной серной кислоты и 20 мл дистиллированной воды и нагревают на бане 3-5 мин ° Сульфат бария отделяют фильтрованием через плотный фильтрат и промывают порциями подкисленной воды до бесцветных промывных вод. Фильтрат и промыв4 ные воды упаривак т до 5-7 мп и до- 40 бавляют двойной сбъем 90-96Ъ-ной азотной кислоты.

Меллитовая кислота кристаллизуется при комнатной температуре. Выход

1,43 г или 36Ъ на. горячую массу угля. 45

Т.пл. 286-288сС. Элементный состав:

С=41,86Ъ; H=1,99Ъ (теоретически

C="42,1Ъ„ Н=1,75Ъ). ИК-спектр полностью соответствует приведенному в литературе для меллитовой кислоты.

Пример 2. Реакцию проводят аналогично примеру 1, но с другим образцом антрацита: шахта Киевская

12 г. Шахтерска Донецкой области, 20-й откаточный восточный штрек, пласт Ь -8.. Состав антрацита,Ъ: влага 1,7; зола 15; С 94,6; Н 2,3, S 1,0; 0,N 2,1. Выход мелдитовой кислоты 1,62 r или 40Ъ на горячую массу угля. Т.пл. 282-284 С.

II p и м е р 3. Реакцию проводят аналогично примеру 2, при концентрации азотной кислоты от 40 до 80Ъ.

Зависимость выхода меллитовой кислоты от концентрации азотной кислоты при шестичасовом окислении показана в табл.1.

Пример 4. Реакцию проводят аналогично примеру 1, но изменяя время окисления 60Ъ-ной азотной кислоты с 3 ч до 12 ч. Зависимость выхода меллитовой кислоты от времени окисления 60Ъ-ной азотной кислотой показана в табл.2.

Пример 5. Реакцию проводят аналогично примеру 1, но окисление щелочным перманганатом проводят 0,5 ч.

Выход меллитовой кислоты 1,25 г или 31Ъ на горячую массу угля. Т.пл.

284 286о С.

Пример б. Реакцию проводят аналогично примеру 2,,но при доокислении перед добавлением перманганата ! калия в щелочной раствор вносят 3 г хлорида капия.

Выход меллитовой кислоты 2,12 г или 50Ъ на горячую массу угля. Т.пл.

284-286 С.

Таким образом, предлагаемый метод позволяет сократйть первоначальную стадию окисления антрацита с 14 дн. до 3-6 ч, а вторую стадию доокисления с 7 дн. до 0,5-5 ч; использование концентрированной азотной кислоты для выделения целевого продукта позволяет исключить двухкратный диализ. Выход меллитовой кислоты увеличивается до 40-50Ъ на горячую массу угля.

Процесс становится более технологичным и экономичным.

Таблица 1

954386

Продолжение табл. 1

Концентрация азотной кислоты, %

Выход меллитовой кислоты на горячую массу угля, %

43,3

1,80

38,0

1,54

Таблица 2

Выход меллитовой кислоты на горячую массу угля,%

Выход меллитовой кислоты г

Время окисления

60%-ной .азотной кислотой, ч

24,7

1,0

1,43

28,4

1 15

Формула изобретения

Составитель Е.уткина

Редактор Л.Горбунова Техред M.Êoøòóðà . Корректор Г.Решетник

Заказ 6361/20 Тираж 445 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фйлиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

Способ получения меллитовой кислоты путем окисления антрацита. азотной кислотой с последующим доокислением полученного продукта щелочным раствором перманганата калия с последующим 4О выделением целевого продукта, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения выхода целевого продукта, окисление проводят азотной кислотой 40- 45

80% концентрации при кипении peакционной массы, доокисление также про- . водят при кипении реакционной массы и целевой продукт выделяют путем перевода его в бариевую соль, которую последовательно обрабатывают серной, а затем 90-96%-ной азотной кислотой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 734189, кл. С 07 С 63/32, 1977.

2. Yettner В. The. Nature of Carbonacecus Materials as Revea)ed by

the yield of Ие1lltlc Acfd Obtained

by 0xydation.- J.Amer. Chem. Soc.

1937, ч.59, 9 8, р.1472 (прототип).