Способ экстракции фенола, или резорцина, или гидрохинона, или пирокатехина из их водного раствора Советский патент 1990 года по МПК C07C39/04 C07C37/72 

Изобретение относится -к выделению одно- и двухатомных фенолов из водных растворов и может быть использовано для очистки сточных фенольных вод.

Цель изобретения - увеличение стег пени извлечения одно- и двухатомных фенолов.

В качестве экстрагентов используют дешевые и доступные органические растворители: 4-метилтетрагидропиран (I), 4-метилентетрагидропиран (II), 4-метил-5,6-дигидро-2Н-пиран (III) и их смеси, которые являются отходом производства изопрена.

Пример 1. Водный раствор пи- рокахетина концентрацией 9,8 г/л под вергают одноступенчатой экстракции 4метилтетрагидропираном при соотноше- нии объемов органической и водной фаз . После экстракции остаточное содержание пирокатехина в водной фазе составляет X 0,75 г/л. Степень извлечения Еех 92,3%. Концентрация пирокатехина в экстракте ,l г/л. Коэффициент распределения D 24,1.

Пример 2. В условиях приме- -, ра 1 экстракцию пирокатехина проводят при О/В/1/5 в одну и две ступени. После одностуценчатой экстракции остаточное содержание пирокатехина в водной фазе X 1,62 г/л. Степень извлечения Еех 83,5%. Концентрация пирокатехина в экстракте J 40,9 г/л. Коэффициент распределения D 25,2.

От

Јь

SO

СО

3 15

После двухступенчатой экстракции 4- метилтетрагидропираном остаточное содержание пирокатехина в водной фазе составляет X 0,28 г/л. Степень извлечения Е&х 97%. Концентрация пирокатехина в экстракте J 23,8 г/л.

Пример З.В условиях примет ра 1 экстракцию пирокатехина проводят 4-метилентетрагидропираном. После одноступенчатой экстр.акции остаточное содержание пирокатехина в водной фазе X 1,13 г/л. Степени извлечения Ееу 88,5. Концентрация пирокатехина в экстракте J 17,34 г/л. Коэффици- ент распределения D 15,3.

Пример 4. В условиях примет ра 1 экстракцию пирокатехина проводят 4-метил-5,6-дигидро-ч2Н-пираном. После одноступенчатой экстракции остаточное содержание пирокатехина в водной фазе X 0,91 г/л. Степень извлечения Ew 90,7%. Концентрация пирокатехина в экстракте J 17,8 г/л. Коэффициент распределения D 19,5.

Пример5. В условиях приме-, ра 1 экстракцию пирокатехина проводят смесью (II) и (III). Концентрация (II) и (III) в смеси составляет по 50об.% После одноступенчатой экстракции остаточное содержание пирокатехина в водной фазе X 1,01 г/л. Степень извлечения Е6)( 89,7%. Концентрация пирокатехина в экстракте J 17,58 г/л Коэффициент распределения D 17,4.

Пример 6. Водный раствор ре- зорцина концентрацией 7,3 г/л подвер- гают одноступенчатой экстракции 4-мет тилтетрагидропираном при соотношении объемов органической и водной фаз .

После экстракции остаточное содержание резорцина в водной фазе X 0,708 г/л. Степень извлечения Еех 90,3%. Концентрация резорцина .в экстракте J 13,18 г/л. Коэффициент распределения D 18,6.

Пример 7. В условиях примера б экстракцию резорцин проводят в две ступени. После экстракции остаточное содержание резорцина в водной фазе X 0,068 г/л. Степень извлечения Еех 99,1%.

Пример 8. Водный раствор гидрохинона концентрацией 4,5 г/л подвергают одноступенчатой экстракцией 4-метилтетрагидропираном при соотношении объемов органической и водной фаз О /В - 1/2. После экстракции оста

0

11

Q 5

0

0

5

0

5

994

точное содержание гидрохинона в водной фазе X 0,72 г/л. Степень извлечения Еех 83,9%. Концентрация гидрохинона в экстракте J 7,56 г/л. Коэффициент распределения D 10,5.

Пример 9. В условиях примера 8 экстракцию гидрохинона проводят в две ступени. После экстракции остаточное содержание гидрохинона в водной фазе X 0,115 г/л. Степень извлечения Еех 97,5%.

Пример 10. В условиях примера 8 экстракцию гидрохинона проводят в две ступени 4-метилентетрагидропираном. После экстракции остаточное содержание гидрохинона в водной фазе X 0,35 г/л. Степень извлечения Е. 92,1%.

П р и м е р 1 . В условиях приме- .ра 8 экстракцию гидрохинона проводят в две ступени 4-метил-5,6-дигидро-2Н-, пираном. После экстракции остаточное содержание гидрохинона в водной фазе X 0,18 г/л. Степень извлечения Ew 96%.

Пример 12. В условиях примера 1 экстракцию пирокатехина проводят 4-метилтетрагидропираном при О/В 1/3,5. После одноступенчатой экст тракции остаточное содержание пиро- . катехина в водной фазе X 1,25 г/л. Степень извлечения Ew 87,3%. Концентрация пирокатехина в экстракте J 29,94 г/л. Коэффициент распределения D 24.

Пример 13. В условиях примера 1 экстракцию пирокатехина проводят 4-метил-5,6-дигидро-2Н-пираном при ,5. После одноступенчатой экстракции остаточное содержание пирокатехина в водной фазе X 1,52 г/л. Степень извлечения Е9Х 84,6%. Концентрация пирокатехина в экстракте J 29,02 г/л. Коэффициент распределения D 19,1.

Пример 14. В условиях примера 1 экстракцию пирокатехина проводят 4-метилентетрагидропираном. После одноступенчатой экстракции остаточное содержание пирокатехина в водной фазе X 1,83 г/л. Степень извлечения Е. 81,3%. Концентрация пирокатехина в экстракте J 27,9 г/л. Коэффициент распределения D m 15,2.

Пример 15. В условиях примера 6 экстракцию резорцина проводят 4- метилтетрагидропираном при ,5 JB одну и две ступени. После одноступенчатой экстракции остаточное содержание резорцина в водной фазе X 1,16 г/л. Степень извлечения за одну ступень EQ 84,2%. Концентрация резорцина в первом экстракте J - 21,5 г/л. Коэффициент распределения D 18,5. После двухступенчатой экстракции остаточное содержание резорцина в водной фазе X 0,184 г/л. Степень извлечения Ем 97,5%. Концентрация резорцина в экстракте J 12,46 г/л.

Пример 16. В условиях примера 8 экстракцию гидрохинона проводят 4-метилтетрагидропираном при О/В 1/3,5 в одну и две ступени. После одноступенчатой экстракции остаточное содержание гидрохинона в водной фазе X 1,12 г/л. Степень извлечения Egy 75%. Концентрация гидрохинона

та с концентрацией фенола J 20035 мг/л из которого после упарки экстрагента выделяют 19,26 г фенола с чистотой - 98,1%. Коэффициент распределения фенола D 55,-7.

Пример 20. В условиях примера 1 экстракцию проводят 4-метил- 5,6-дигидро-2Н-пираном. После экстJQ ракции остаточное содержание фенола в водной фазе X 284 мг/л. Степень извлечения Eg)( 93,2%. Получают-. 940 мл экстракта с концентрацией фенола J 20830 мг/л, из которого пос15 ле упарки экстрагента выделяют 20,22 г фенола с чистотой 98%. Коэффициент распределения фенола D 73,3.

Пример 21. В условиях примера 1 экстракцию проводят смесью (II)

20 и (III). Концентрация (II) и(1Н) в смеси 80 и 20 об,%. После экстракции остаточное содержание фенола в водной фазе составляет X 341 мг/л. Сте пень извлечения Е& 91,9%. Получают

в первом экстракте J 11,83 г/л. Коэффициент распределения D 10,6. После двухступенчатой экстракции остаточное содержание гидрохинона в вод- 25 942 мл экстракта с концентрацией фе- ной фазе X 0,28 г/л. Степень извле- нола J 20480 мг/л, из которого пос- чения Е

30

35

40

ех 93,8%. Концентрация гидрохинона в экстракте J 7,38 г/л.

Пример 17. 5л водного раствора фенола с концентрацией 4200 мг/л подвергают однократной экстракции 4- метилтетрагидропираном при соотношении объемов органической и водной фаз . После экстракции остаточное содержание фенола в водной фазе X 198,2 мг/л. Степень извлечения Е а 95,9%. Получают 950 мл экстракта с концентрацией фенола J 21210 мг/л, из которого после упарки экстрагента выделяют 20,5 г фенола с чистотой 98,3%. Коэффициент распределения фенола D 96,8.

Пример 18. В условиях примера 1 экстракцию проводят в две ступени с перекрестным током при соотношении . После экстракции остаточное содержание фенола в водной фазе X 148 мг/л. Степень извлечения Egj; 96,7%. Получают 450 мл экстракта с концентрацией фенола J 45320 мг/л, из которого после упарки экстрагента выделяют 20,71 г фенола с чистотой 98%.

,Пример 19. В условиях пример ра 1 экстракцию проводят 4-метилен- -с, тетрагидропираном. После экстракции остаточное содержание фенола в водной фазе X 365 мг/л. Степень извлечения ЕЈх 91,3%. Получают 942 мл экстрак45

50

ле упарки экстрагента выделяют 19,68 г фенола 98% чистоты. Коэффициент распределения фенола D 60,1.

Пример 22. В условиях примера 1 экстракцию проводят смесью (II) и (III). Концентрация (II) и (III) в смеси 20 и 80 об.%. После экстракции остаточное содержание фенола в водной фазе X 299,1 мг/л. Степень извлечения Еед 93,7%. Получают 940 мл экстракта с концентрацией фенола J - 20750 мг/л, из которого после упарки экстрагента выделяют 19,9 г фенола 98,1% чистоты. Коэффициент распределения D 69,3.

Увеличение соотношения органической и водной фаз выше указанных пределов приводит к росту объема экстрагента без увеличения степени извлечения и снижению соотношения органической и водной фаз приведены в снижению степени извлечения.

Для сравнения предлагаемого способа с известным приводят примеры по экстракции фенолов из водных сред (при их концентрации в воде 4,2 - 9,8 г/л) экстрагентами, используемыми в известном способе.

Пример- 23. Проводят экстракцию фенола из водного раствора при С0 4,2 г/л, содержании-в органической фазе 80 мол.% трибутилфосфата (ТБФ) и 20 мол.% октана и соотноше

та с концентрацией фенола J 20035 мг/л, из которого после упарки экстрагента выделяют 19,26 г фенола с чистотой 98,1%. Коэффициент распределения фенола D 55,-7.

Пример 20. В условиях примера 1 экстракцию проводят 4-метил- 5,6-дигидро-2Н-пираном. После экстQ ракции остаточное содержание фенола в водной фазе X 284 мг/л. Степень извлечения Eg)( 93,2%. Получают-. 940 мл экстракта с концентрацией фенола J 20830 мг/л, из которого пос5 ле упарки экстрагента выделяют 20,22 г фенола с чистотой 98%. Коэффициент распределения фенола D 73,3.

Пример 21. В условиях примера 1 экстракцию проводят смесью (II)

0 и (III). Концентрация (II) и(1Н) в смеси 80 и 20 об,%. После экстракции остаточное содержание фенола в водной фазе составляет X 341 мг/л. Степень извлечения Е& 91,9%. Получают

5 942 мл экстракта с концентрацией фе- нола J 20480 мг/л, из которого пос-

5 942 мл экстракта с концентрацией фе- нола J 20480 мг/л, из которого пос-

0

5

0

5

0

ле упарки экстрагента выделяют 19,68 г фенола 98% чистоты. Коэффициент распределения фенола D 60,1.

Пример 22. В условиях примера 1 экстракцию проводят смесью (II) и (III). Концентрация (II) и (III) в смеси 20 и 80 об.%. После экстракции остаточное содержание фенола в водной фазе X 299,1 мг/л. Степень извлечения Еед 93,7%. Получают 940 мл экстракта с концентрацией фенола J - 20750 мг/л, из которого после упарки экстрагента выделяют 19,9 г фенола 98,1% чистоты. Коэффициент распределения D 69,3.

Увеличение соотношения органической и водной фаз выше указанных пределов приводит к росту объема экстрагента без увеличения степени извлечения и снижению соотношения органической и водной фаз приведены в снижению степени извлечения.

Для сравнения предлагаемого способа с известным приводят примеры по экстракции фенолов из водных сред (при их концентрации в воде 4,2 - 9,8 г/л) экстрагентами, используемыми в известном способе.

Пример- 23. Проводят экстракцию фенола из водного раствора при С0 4,2 г/л, содержании-в органической фазе 80 мол.% трибутилфосфата (ТБФ) и 20 мол.% октана и соотношеиии объемов органической и водной фаз . Концентрация фенола в водной и органический фазах составляет Соответственно X 0,94 г/л J ь 162,8 г/л, коэффициент распределе- ия D 173, степень извлечения фенола Ееу 77,6%. Когда органическая фаза содержит 20 мол.% ТБФ и 80 мол.% рктана, X 2,64 г/л, J 78,3 г/л, Ь 29,7, Еех 37,3%.

Пример 24. При экстракции резорцина из водного раствора с ис- одной концентрацией CD 7,3 г/л при соотношении объемов органической и водной фаз и раствора ТБФ, Содержащего 80 мол.% или 87,9 мас.% последнего, степень извлечения резорцина Еех 36%.

Таким образом, применение предла- баемого способа для экстракции одно- или двухатомных фенолов из водных ра- Створов при концентрации 4,2-9,8 мг/л позволяет повысить степень извлечения

по сравнению с известным более чем в 2 раза.

Формула изобретения

Способ экстракции фенола или резорцина, или гидрохинона, или пирокатехина из их водного раствора органическим растворителем, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью увеличения степени извлечения из водных растворов с содержанием фенола или резорцина, или гидрохинона, или пирокатехина, равном 4,2-9,8 г/л, в качестве органического растворителя используют 4-метилтетрагидропиран или 4-ме- тилентетрагидропиран, или 4-метил- 5 6-дигидро-2Н-пиран, или их смесь, а экстракцию проводят при соотноше- .нии водной и органической фаз в слу- ,чае фенола 1:5-20, а в случае гидрохинона, пирокатехина и резорцина 1:2- -5 соответственно.

Изобретение касается одно-или двухатомных фенолов, в частности способа экстракции фенола, или резорцина, или гидрохинона, или пирокатехина из их водных растворов, может быть использовано для очистки сточных фенольных вод. Цель - увеличение степени извлечения фенолов. Процесс ведут экстракцией фенола, или резорцина, или гидрохинона, или пирокатехина из водных растворов с содержанием извлекаемого вещества 4,2 - 9,8 г/л органическим растворителем при соотношении водной и органической фаз в случае фенола 1:(5 - 20), а в случае гидрохинона, пирокатехина и резорцина 1:(2 - 5). В качестве органического растворителя используют 4-метилтетрагидропиран, или 4-метилентетрагидропиран, или 4-метил-5,6-дигидро-2Н-пиран, или их смесь. Способ позволяет повысить степень извлечения одно-и двухатомных фенолов более чем в 2 раза.

Составитель Т.Фомичева

Редактор Н.Гунько Техред Л.Олийнык

Заказ 261 Тираж 344Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Корректор Т.Малец