Способ получения щавелевой кислоты Советский патент 1988 года по МПК C07C51/275 C07C55/06 

- сю

бгааА

Изобретение относится к способу получения щавелевой кислоты, применяемой в химической, пищевой, кожевенной, металлургической, текстиль- ной и других отраслях промьппленнос- ти.

Цель изобретения - повышение выхода щавелевой кислоты.

Выбор условий проведения процесса jo объясняется следующим. Для получения щавелевой кислоты из растительного сырья чаще всего используют следующие концентрации азотной кислоты: 95, 70 и 57-59%. Применение 70%-ной iS азотной кислоты предпочтительнее,поскольку, напримерi нспользование азотной кислоты вызывает трудности в работе из-за ее способ- постл дымить и ограничивает взрьиро- 20 Еаг- не параметров процесса окисления, так с удлинением времени реакции идет разложение целевого продукта, при снижении температуры реакции лительность процесса значительно 25 возрастает.

При использовании 57-59%-ной азотной кислоты необходим большой ее - асход (в пересчете на 100%-,ную к:ш- логу в стношении к сырью - более 30 8:1};, что приводит в конечном счете к разбавлению маточного раствора, который необходимо упаривать перед его вторичиьм испальзованием. Процесс окисления, протекающий более 4 ч, нельзя компенсировать повьшением тем- ггературы до 90-95 С, так как происходит разложение щавелевой кислоты.

70%-ная азотная кислота по объе- / к массе стартового сырья в соот- нош- знии 5:1 реакционноспособна-. тем что избыток воды, всегда образз ощийся процессе реакции окисления азотной кислотой любой концентрации, в при- сутствш цятиокиси ванадия, в данном д5 случае не влияет на количество имеюихся окислов

С выбором концентрации азотной кислоты снязаны остальные параметры ведения процесса окисления ..так ка- j.,. - пятнокись ванадия - силь- пый окис.питель. Оптимальное его коичество 0,01% от сухой йавески рас- ;:ительного сырья, с повьшением его количес- за до 0,1% резко падает вы- од щав:,.левой кислоты - до 2-3%. Анаогичным образом влияет количество йтализатора лнже 0,01%. Кроме того, нжение количества пятиокиси вана35

40

o S 0 5

0

5

,.

5

0

дия приводит к увеличению загрузки азотной кислоты. В отсутствии пятиокиси ванадия получается низкий выход щавелевой кислоты (10-11%).

Оптимальной температурой проведения процесса является 75 с. При температуре

является /Ь

ниже 75 С замедляется процесс окисления,температура выше 75 с приводит к неимоверно бурному течению реакции и разложению целевого п родук- та. Максимальньш выход щавелевой кислоты при 75 С достигается при 4-часовой продолжительности реакции.

Пример 1.К сухой навеске молотого растительного сырья (отходы с/х производства, древесные опилки и т.п.), предварительно охлажденного до О С в бане с ледяной водой, пра- капырают расчетное количество 70%-ной азотной кислоты с 0,01% пятиокиси ванадия в расчете на сухую навеску при непрерывном механическом переме- иивакгти в течение 55 мин. Смешение осут ествляют в круглодонной колбе, снабжетгной водяной баней с автоматическим ПОДО ревом, меаталкой, термометром, патрубками для подачи азотной кислоты., вяода воздуха и вьюода от- кодлщих газов, которые поглощаются 20%-ным раствором едкого натра в по1 ,-ютителях. За время прикапывания на.б..№. дается саморазогревание смеси до 45-50 С, затем повьшают температуру до 75°С в течение 25 мин и по дост лжеиии заданной температуры начинают 11одава7 ь воздух со скоростью 21 мл/г сырья/мип. Процесс ведут 4 ч при 75 С, охгаждакт до комнатной температуры, фильтруют, фильтрат охлаждают до -5 С и вьщерживают при этой температуре 155 ч« Кристаллы щавелевой киглоты отфильтровывают,,промывают на фильтре ледяной водой до бесцветиого фильтрата. Получают ди гидрат тчвелевой кислоты в виде кристаллов белого цвета с т,пл. 101,5 с, выход 37-68% от сухой навески.

Пример ..: Проводят анйлогично примеру 1, только воздух подают за 2 ч до окончания процесса окисления. Выход гцавех;авой кислоты 63-88% от сухой навескк.

П р и м е р 3. Приводят аналогично примеру 1, только воздух подают за 1 ч до окончания процесса окисления. Выход щапелевой кислоты 66-92% от сухой навески.

И р и м е р 4, Проводят аналогично примеру 1, только воздух подают за 0,5 ч до-окончания процесса окисления . Выход щавелевой кислоты 33-60% от сухой навески.

В связи с тем, что свойства и состав растительного сырья значительным образом зависят от места и времени произростания, сроков сбора, сорта и пр., для получения сравнительных данных с прототипом, параллельно проводили окисление исследуемых видов сырья до щавелевой кислоты и по прототипу.

Результаты приведены в таблице.

Как видно из данных таблицы, по предлагаемому способу выход щавелевой кислоты возрастает в 1,5-2 раза (с 32-59 до 63-92%), т.е. с 1 т абс. сухого растительного сырья можно получить 630-920 т щавелевой кислоты, тогда как по прототипу выход составляет 320-590 т.

Формула изобретения

Способ получения щавелевой кисло- ты путем.окисления продуктов распада растительного сырья 701-ной азотно кислотой с ее расходом по объему к массе сухого сырья 5:1 при нагревании в течение 4 ч при 75°С и механическом перемешивании в присутствии катализатора - пятиокиси ванадия, взятого в количестве 0,01% от сухого сырья, с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода щавелевой кислоты, за 1-2 ч до окончания процесса каталитического окисления в реакционную массу подают воздух.

Изобретение касается карбоновых кислот, в частности способа получения щавелевой кислоты, применяемой в химической, пищевой, кожевенной н других отраслях промышленности. Цель изобретения - повьппение выхода целевого продукта. Процесс ведут окислением продуктов распада растительного сырья 70%-ной азотной кислотой с ее расходом по объему к массе сухого сырья 5:1 в присутствии катализатора - пятиокиси ванадия, взятого в количестве 0,01% от сухого сырья, при в течение 4 ч, причем за 1-2 ч до окончания процесса в реакционную массу подают воздух. Способ позволяет повысить выход щавелевой кислоты с 32-59 до 63-92%. 1 табл. G 1Л