СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА КОНТАКТНОГО АНТРАХИНОНА Российский патент 1997 года по МПК C07C303/32 C07C309/44 

Изобретение относится к способу переработки отходов производства контактного антрахинона сульфированием с целью улучшения экологии производства и получения из отходов продуктов антрахинон-2-сульфокислоты и 2,6- и 2,7-антрахинондисульфокислот в виде натриевых солей, используемых в качестве катализаторов восстановления в пастах для печати при крашении хлопчатобумажных тканей.

При получении контактного антрахинона образуется 80 100 кг на 1 т антрахинона неиспользуемых до настоящего времени отходов, содержащих значительное количество антрахинона. В настоящее время эти отходы выбрасываются в отвал. В научно-технической и патентной литературе не обнаружены источники по переработке отходов антрахинона. Однако, известно [Каррер "Курс органической химии", Госхимиздат, 1960 г, с. 719 720] что антрахинон довольно легко сульфируется, при этом образуются смеси моно- и дисульфокислот, количественные соотношения которых варьируются с изменением условий сульфирования. 2-Антрахинонсульфокислота образуется в качестве основного продукта при сульфировании антрахинона концентрационной серной кислотой. Сульфирование 2-антрахинонсульфокислоты дает смесь 2,6- и 2,7-дисульфокислотантрахинона. Известно сульфирование чистого антрахинона [Горелик М.В." Химия антрахинона и его производных". Москва "Химия". 1983,с 295 с получением различных сульфокислот антрахинона, однако сульфирование такого сложного состава, содержащего антрахинон, карбазол, антрацен и продукты осмоления не описано в литературе.

Отходы производства контактного антрахинона имеют следующий состав:
а) со скруббера мокрого улавливания: t_пл 245 255^oC
антрахинона 70 90%
антрацена до 3%
карбазола 0,5%
продукты окисления и осмоления 8 20%
а) после очистки конденсаторов: t_пл 205 210^oC
антрахинона 50 70%
антрацена до 3%
карбазола до 0,5%
продукты окисления и осмоления 8-40%
Задача данного технического решения переработка отходов производства контактного антрахинона, улучшение экологии производства. Поставленная задача достигается сульфированием отходов в среде олеума с концентрацией серного ангидрида 60 65% и ступенчатым повышением температуры от 110^o до 145^o, что позволяет получить натриевую соль антрахинон-2-сульфокислоты (серебристую соль). Сульфирование отходов в 48% олеуме при температуре 150^o позволяет получить смесь 2,6- и 2,7-антрахинондисульфокислот в виде динатриевых солей.

Серебристая соль и смесь динатриевых солей 2,6- и 2,7-антрахинондисульфокислот могут быть использованы в качестве катализаторов восстановления в пастах для печати при крашении хлопчатобумажных тканей.

Примеры осуществления изобретения.

Получение смеси динатриевых солей 2,6- и 2,7-дисульфокислот антрахинона.

Пример 1.

К смеси 170 см³ 114,5% олеума (389,86 г 100%) и 40 см³ 94,8% H₂SO₄ (69,51 г 100% ) за 1,25 ч. придают 174,8 г отхода антрахинона со скруббера мокрого улавливания (157,32 г 100%) так, чтобы к концу загрузки температуры реакционной массы достигла 75^oC. Затем загружают 49,64 г безводного сульфата натрия (49,34 г 100%), нагревают до (150±5)^oC и дают выдержку в течение 6,5 ч. По окончании сульфирования заливают 22 см³ 94,8% серной кислоты (38,23 г 100% ) и выдерживают 30 мин при 150^oC. Реакционную массу охлаждают до 130 140^oC и постепенно заливают 680 см³ воды в течение 1,5 ч. К концу приливания воды температуру массы снижают до 100^oC и при этой температуре размешивают 1 час, после чего охлаждают до 80^oC. К реакционной массе приливают 52 мл 1,5% раствора бертолетовой соли (0,78 г 100%) и размешивают 0,33 ч. при 80^oC. К полученной массе придают 168,74 г поваренной соли (164,86 г 100%) в течение 2 ч, размешивают 2 ч, останавливают мешалку и составляют массу для кристаллизации на 12 ч. Реакционную массу отфильтровывают, хорошо отжимают и промывают 1 л 10% раствором хлорида натрия. Получают 525,43 г пасты смеси динатриевых солей 2,6- и 2,7-дисульфокислот антрахинона (236,88 г 100%), что составляет 76,0% в расчете на антрахинон.

Пример 2.

Сульфирование отхода антрахинона проводят аналогично примеру 1. Для разбавления сульфомассы используют 1095 см³ промводы, взятой из примера 1. Получают 684,88 г пасты смеси динатриевых солей 2,6- и 2,7-дисульфокислот антрахинона (276,82 г 100%), что составляет 88,8% в расчете на антрахинон.

Пример 3.

К 170 см³ 114,5% олеума (389,86 г 100%) и 38 см³ 95,15% серной кислоты (66,31 г 100%) за 2,5 ч придают 174,8 г отхода антрахинона после чистки конденсаторов (121,4 г 100%) так, чтобы к концу загрузки температура реакционной массы достигла 75^oC. Затем загружают 49,64 г безводного сульфата натрия (49,34 г 100%), нагревают до 150^oC и дают выдержку в течение 7 ч. По окончании сульфирования заливают 22 см³ 95,15% серной кислоты (38,39 г 100%) и выдерживают 30 мин при 150^oC. Реакционную массу охлаждают до 130 140^oC и постепенно заливают 650 см³ воды в течение 1 ч. К концу придачи воды температуру массы снижают до 100^oC и при этой температуре размешивают 0,5 ч, после чего охлаждают до 80^oC. К реакционной массе приливают 52 мл 1,5% раствора бертолетовой соли (0,78 г 100%) и размешивают 0,33 ч при 80^oC. К полученной массе придают 168,74 г поваренной соли (164,86 г 100%) в течение 2,5 ч размешивают 2 ч при 80^oC, останавливают мешалку и оставляют массу для кристаллизации на 12 ч. Реакционную массу отфильтровывают, хорошо отжимают и промывают 1 л 10% раствором поваренной соли. Получают 423,2 г пасты смеси динатриевых солей 2,6- и 2,7- дисульфокислот антрахинона (160,26 г 100%), что составляет 66,6% в расчете на антрахинон.

Пример 4.

Сульфирование отхода антрахинона после чистки конденсаторов проводят аналогично примеру 3. Для разбавления сульфомассы используют 1170 см³ промводы, взятой из примера 3 и 100 см³ воды. Получают 597,64 г пасты смеси динатриевых солей 2,6- и 2,7-дисульфокислот антрахинона (218 г 100%), что составляет 90,6% в расчете на антрахинон.

Получение серебристой соли
(натриевой соли антрахинон-2-сульфокислоты)
Пример 5.

В трехгорлую колбу вместимостью 0,25 дм³, снабженную мешалкой, гидрозатвором, загружают 35 см³ 114,5% олеума (79 г 100%) и в течение 4-х ч придают 70 г, высушенного до постоянного веса отхода антрахинона скруббера мокрого улавливания так, чтобы к концу загрузки температура реакционной массы достигла 110^oC. Затем ступенчато в течение 5 ч повышают температуру до 118 120^oC, 128 -130^oС 133 135^oС 140 - 142^oС 143 145^oC. По окончании выдержки реакционную массу охлаждают до 120^oC и загружают 130 см³ воды при температуре не превышающей 130^oC. Полученную суспензию отфильтровывают, промывают до нейтральной реакции по "конго". Получают 21,34 г обратного антрахинона. Фильтрат с промводами смешивают до достижения плотности 1,11 1,12 г/см³, нагревают до 93 95^oC и в течение 1 ч загружают 38 г хлористого натрия.

Размешивают 2 ч при 93 95^oC. По окончании выдержки реакционную массу охлаждают до 30^oC, отфильтровывают, промывают 10% раствором хлористого натрия до нейтральной реакции по "конго", сушат. Получают 50,6 г серебристой соли. Выход 61,6%
Пример 6.

Проводят в условиях примера 5, с тем отличием, что сульфируют 113,9 г отхода после очистки конденсаторов. Выход серебристой соли 51,13 г (табл.).

Предлагаемое изобретение позволяет:
1. Улучшить экологическую обстановку на производстве антрахинона за счет ликвидации складирования отходов.

2. Получить дополнительное количество товарных продуктов, пригодных для использования в текстильной печати.

3. Снизить расход чистого товарного антрахинона, за счет переработки отхода, используемого при получении антрахинондисульфокислот и сульфокислот антрахинона.

Сущность изобретения: переработка отходов производства контактного антрахинона, содержащих 50 - 90 %. антрахинона, 1 - 3 %. антрацена, 0,1 - 0,5 %. карбазола, 8 - 40 %. продуктов окисления и осмоления путем сульфирования олеумом с концентрацией серного ангидрида 48 - 65 %. при нагревании с последующим выделением антрахинон 2-сульфокислоты или смеси 2,6- и 2,7-антрахинондисульфокислот в виде их солей. 1 табл.

Способ переработки отходов производства контактного антрахинона, отличающийся тем, что отход, содержащий 50 90% антрахинона, 1 3% антрацена, 0,1 0,5% карбазола, 8 40% продуктов окисления и осмоления, подвергают сульфированию олеумом с концентрацией серного ангидрида 48 65% при нагревании с последующим выделением антрахинон-2-сульфокислоты или смеси 2,6- и 2,7-антрахинондисульфокислот в виде их солей.