Способ получения гуминовых кислот Советский патент 1991 года по МПК C07C63/00 C07C63/33 

Изобретение относится к новым способам получения гуминовых кислот, которые применяются для извлечения металлов из воды в качестве добавок к удобрениям.

Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта и упрощение процесса.

Цель достигается окислением бурого, суббитуминозного или битуминозного угля в сухой среде кислородом или смесью кислорода с азотом

в реакторе с псевдоожижрнным слоем, с гранулометрическим составом угля от 100 мкм до 3 мм, при 150-300 С, парциальном давлении кислорода от 141 до 10 абс.атм при продолжительности реакции 30-600 мин.

Пример 1. В реактор загружают 30 г предварительно высушенного суббитуминозного угля Wyodak с гранулометрическим составом от 250 до 106 мкм. Затем в реакторе повы

СМ

чиают давление подачей азота с соответствующей объемной скоростью для обеспечения псевдоожикения, температуру в реакторе повышают до . После этого подают воздух и одновременно стабилизируют температуру 200 в течение необходимого времени, затем реакцию гасят, еще раз добавляя азот, и охлаждают оборудо- ваниё.

Содержание гуминовых кислот в окисленном угле определяют следующим образом

Образец в количестве 10 г и 150 мл 1 -н. раствора NaOH помещают в колбу и дефлегмируют в инертной среде (Ng) при перемешивании в течение 7 ч. Полученную в результате реакции смесь центрифугируют для отделения остатка. Остаток промывают один раз 08L н, раствором NaOH, a затем водой о Промывные воды сливают вместе с раствором, полученным при центрифугировании. Остаток сушат, определяют его вес и содержание органического вещества.

Гуминовые кислоты, содержащиеся в растворе, извлекают осаждением, добавляя . или НС1 до , и центрифугированием. Затем твердый остаток сушат, определяют его вес и содержание органического вещества,

Т а,б лица 1

Пр им еч ан и е.1 значения, относящиеся к гуминовым кислотам, остатку и фульвеновым кислотам, принадлежат к органическому веществу, содержащемуся в окисленном угле, в то время как значения СО+СО относятся к содержанию углерода в угле, служащем исходным продуктом.

Пример 2. 30 г суббитуминозного угля Wyodak окисляют, как в примере 1 при следующих условиях: тем, пература 200°С; парциальное давление кислорода 5 абс.атм; гранулометрический состав угля 250-106 мкм; окисли

Изобретение касается производства кислот, в частности получения гу- миновых кислот, применяемых для извлечения металлов из воды и в качестве добавок к удобрениям. Пель - повышение, выхода целевого продукта и упрощение процесса. Последний ведут окислением угля - бурого, суббитуминозного или битуминозного, в сухой среде кислородом или его содержащим газом (азотом) в реакторе с псевдоожиженным слоем при 150-300°С, парциальном давлении кислорода 1,1- 10 абс.атм и продолжительности реакции 30-600 мин. Уголь используют с гранулометрическим составом в диапазоне 100 мкм - 3 мм (лучше 500 - 700 мкм), в качестве окислителя - воздух при проведении процесса преимущественно при 150-200°С и продолжительности 30-240 мин для бурого угля, при 200-250°С и 30-360 мин для суббитуминозного угля, при 200- 300°С и 30-360 мин для битуминозного угля. Кроме того, лучше окислять бурый уголь с размером частиц 106- 250 мкм под парциальным давлением кислорода 1,1-2 абс.атм, суббитуминозный уголь с размером 106-250 мкм под давлением 1,1-1,26 абс.атм, битуминозный уголь с размером 106- 250 мкм под давлением 1,1-5 абс.атм. Эти условия повышают выход кислот с 45 до 68-88% при возможности проведения процесса в безводной среде, 8 з.п. ф-лы, 13 табл. с ffi (Л

Содержание фульвеновых кислот определяют, помещая 10 г окисленного угля и 130 мл 0,01 н„ раствора FC1 в колбу,, нагревая ее до 80°С при перемешивании в течение 3 ч в инертной среде азота. Затем остаток промывают водой, сушат и определяют его вес.

В полученном таким путем образце определяют содержание органического вещества и по разнице с содержанием органического вещества в исходном угле устанавливают содержание фульвеновых кислот.

Условия реакции следующие: температура 200 С; парциальное давление кислорода 1,1 абс.атм; гранулометрический состав угля 250-106 мкм.

Полученные результаты приведены в табл.1,

Примечание: величины гуминовых кислот, остатка и фульвеновых кислот относятся к органическому веществу, содержащемуся в окисленном угле, тогда как значения С0+С02 относятся к содержанию углерода в угле, служащем исходным продуктом.

Пример 3. 30 г суббитуминозного угля Wyodak окисляют, как в примере 1 при следующих условиях: температура 200вС; парциальное давление кислорода 5 абс.атм; гранулометрический состав угля 3-1 мм; окислитель 50%-ная смесь Nj/02.

Полученные результаты приведены в табл.3.

ние СО+СО относится к содержанию углерода в исходном угле,

Пример 4. 30 г Illinais № 6 битуминозного угля окисляют, как в примере 1 в следующих условиях: температура 200°С; парциальное давление .кислорода 1,1 абс.атм; гранулометрический состав 250-106 мкм; окислитель воздух.

I

Полученные результаты приведены в

табл.4.

Таблица 4

1639426

носятся к содержанию углерода в исходном угле

Пример 5. 30 г Illinais № 6 битуминозного угля окисляют, как в примере 1 в следующих условиях: температура 200бС; парциальное давлеПримечание: значения гуминовых кислот, остатка и сЬульвеновых кислот относятся к органическому веществу, содержащемуся в окисленном угле, тогда как значения СО+СО относятся к содержанию углерода в исходном угле. Пример 6. 30 г Illinais № 6

угля окислили, как в примере 1 в следующих условиях: температура 200 С; парциальное давление кислорода 5 абс.атм; гранулометрический состав угля 3-1 мм, окислитель 50%-ная смесь

N,/0,.

Примечание: значения Гумилевых кислот, остатка и Лульвеновых кислот относятся к органическому веществу, содержащемуся в окисленном угле, тог- да как значения С(НСО2 относятся к содержанию углерода в исходном угле.

Примечание (имеет силу для всех трех примеров 7, 8 и 9): значения гуминовых кислот, фульвеновых кислот и остатка относятся к оргашгческому веществу, содержащемуся в окисленном угле, тогда как процент выхода СО и СО относится к углеродному содержанию исходного угля.

Пример 8, Используя методику примера 1, 1,30 г суббитуминозного угля Wyodak окисляют окислительной смесью 50% кислорода и 50% азота, парциальное давление кислорода составляет 0,5 атм размер частиц угля - 106-250 мкм.

Результаты приведены в табл.8.

Таблица 8

Пример 9. Используя методику примера 1, 1,30 г битуминозного угля Illinais № 6 окисляют при 300°С воздухом, парциальное давление кислорода составляет 0,21 атм, а размер частиц угля - 106-250 мкм.

Результаты приведены в табл.9.

Пример 7, С использованием методики примера 1 битуминозный уголь Gondwanaland (1,30 г) окисляют при сжатым кислородом, размер частиц угля при этом составляет 106- 250 мкм.

Результаты приведены в табл.7.

Таблица 7 )

Таблица

Пример 10. По методике примера I окисляют бурый уголь - Северная Дакота (лигнит), при следующих условиях: температура 150°Cj давление кислорода 1,26 атм; размер частиц 106-250 мкм,

Результаты даны в табл.10,

таблица 10,

Пример

v/ II р и м е ч а н и е: значения, при 11, Окислению подвер- 20 веденные для гуминовых и фульвеновых

гают бурый уголь - Северная Дакота (лигнит) при следующих условиях: температура 200°С; давление кислорода 2,1 атм; размер частиц 500- 750 мкм.

Результаты даны в табл.11.

25

кислот, относятся к органическому материалу окисленного угля, тогда как выходы С0+С0е относятся к содержанию углерода в исходном угле.

Пример 13. Окисляют уголь - суббитуминозный уголь Сардинии, при следующих условиях: температура 250°С; давление кислорода 1,26 атм; размер частиц 250-500 мкм.

Таблица 1 1

45

Примечание: значения, приведенные для гуминовых и фульвеновых кислот, относятся к органическому материалу окисленного угля, тогда как вы- эд ходы С0+С0г относятся к содержанию углерода в исходном угле.

Л р и м е р 12. Окисляют уголь - Монтана Розебуд (суббитуминозный), при следующих условиях: температура 200°С{ давление кислорода 1 ,,26 атм; размер частиц 500-650 мкм.

Результаты даны в табл.12.

кислот, относятся к органическому материалу окисленного угля, тогда как выходы С0+С0е относятся к содержанию углерода в исходном угле.

Пример 13. Окисляют уголь - суббитуминозный уголь Сардинии, при следующих условиях: температура 250°С; давление кислорода 1,26 атм; размер частиц 250-500 мкм.

Результаты даны в табл.13.

Таблица 13

-Примечание: значения, приведенные для гуминовых фульвеновых кислот, относятся к органическому материалу окисленного угля, тогда как выходы относятся к содержанию углерода в исходном угле.

Предложенный способ позволяет nor высить выход гуминовых кислот до , 68-88% в расчете на органический материал окисленного угля (против 45%) и упростить процесс вследствие проведения его в безводной среде.

Формула изобретения

1, Способ получения гуминовых кислот путем окисления угля при повышенных температуре и давлении, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и упрощения процесса, окислению подвергают бурый, суббитуминозный или битуминозный уголь в сухой среде кислородом или смесью - кислорода с азотом в реакторе с псев доокиженным слоем, с гранулометрическим составом угля в диапазоне от 100 мкм до 3 мм, при 150-300°С, парциальном давлении кислорода от 1,1 д 1П абс„атм при продолжительности реакции 30-600 мин.

Способ поп, 1 , о т л и ч a torn и и с я тем, что используют уголь с гранулометрическим составом в диапазоне 500W750 мкм.

3, Способ поп, 1 , о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что в качестве смеси кислорода с азотом берут воздух,

40 Способ по п. отличающийся тем, что окислению подвергают бурый уголь при 150-200°С и продолжительности реакции 30-240 мин.

уголь с размером частиц 106-250 мкм под парциальным давлением кислорода I,1-2,0 абс.атм.

щ и и с я тем, что окисляют битуминозный уголь при 200-300°С в течение 30-360 мин.

Ч. Способ по п. 8,отлича ю- щ и и с я тем, что окисляют битуминозный уголь с размером частиц 106- 250 мкм под парциальным давлением кислорода 1,1-5,0 абс.атм,