Способ очистки сорбиновой кислоты Советский патент 1992 года по МПК C07C57/10 

Предлагаемое изобретение относится к способам очистки веществ и может быть использовано в химической промышленности.

Известен способ получения чистой сорбиновой кислоты с желаемым спектром размеров частиц, включающий смешение сорбиновой кислоты с водой, нагрев суспензии до 150°С при повышенном давлении, последующее охлаждение суспензии при перемешивании, сопровождающееся выпариванием кристаллов более чистой сорбиновой кислоты.

К недостаткам этого способа относятся значительные энергозатраты, и необходимость работы при повышенных температурах (105-150°С) и давлениях, намного превышающих атмосферное.

Указанные недостатки устранены в способе очистки сорбиновой кислоты, применяемом на ТПО Пигмент.

Известен способ очистки сорбиновой кислоты, по которому через неподвижный слой пасты сорбиновой кислоты (СК), отфильтрованной из охлажденного маточного раствора, пропускают при температуре 410°С воду в количестве 6,5 кг воды на 1 кг сухой СК. При этом с промывной водой удаляется, примерно, 1% начальной смеси сухой С К.

Основным недостатком данного способа очистки является значительный расход промывной воды.

Указанный недостаток вызван наличием неподвижного слоя кристаллов, в котором подаваемая вода промывает каналы, растворяя примеси и часть сорбиновой кислоты, и проходит по ним, минуя другие участки с большим сопротивлением. При этом остаются непромытые застойные зоны, имеющие повышенное содержание неудаленных примесей, расходуется повышенное количество промывной воды, возрастают потери сорбиновой кислоты с промывной водой, снижается производительность фильтрующей аппаратуры.

Промывная вода, содержащая удаленные из слоя примеси и некоторое колимество растворенной сорбиновой кислоты, требует обязательной последующей очистки.

Целью предлагаемого изобретения является сокращение расхода воды на промывку сорбиновой кислоты.

Указанная цель достигается тем, что сорбиновую кислоту смешивают с водой при их массовом соотношении, равном 1 : (0,89 - 0,92), причем смешение и фильтрацию проводят при температуре 13 15°С.

Для наиболее полного удаления растворимых примесей с поверхности частиц при минимальном расходе промывной воды необходимо выполнить следующее.

Обеспечить смачивание водой всей поверхности частиц, что выполняется, если обьем промывной воды (VnpOM.) больше или ранен свободному объему пор слоя сухой сорбиновой кислоты (Vnop сухСК)

VnpOM, Vnop сух.СК,

Устранить контакт между частицами сорбииовой кислоты, что выполняется при смешении сорбиновой кислоты с водой, если VnpoMi Vnop сух.СК.

Растворитель примеси в воде, что возможно, если концентрация примесей в промывной воде (Сприм.) меньше концентрации насыщенного раствора (,), т. е. (Сприм. .

Удалить фильтрованием промывную воду, содержащую растворенные примеси.

Не допустить потерь сорбиновой кислоты с промывной водой более 1% от ее начальной массы, что соответствует потерям сорбционной кислоты при ее промывке по известному способу. Величина потерь сорбиновой кислоты за счет растворения ее в промывной воде зависит от расхода и температуры промывной воды.

Экспериментально установлено следующее:

большая часть примесей, растворимых в воде, расположена на поверхности кристаллов сорбиновой кислоты;

указанные примеси намного лучше растворяются в воде, чем сорбиновая кислота.

Это позволяет резко сократить объем воды, подаваемой на смешение для очистки сорбиновой кислоты по предлагаемому способу.

Наименьшая насыпная плотность сухой сорбиновой кислоты в различных партиях составляет 600-610 кг/м, а свободный объем пор сухой сорбиновой кислоты - 0,8360,809 л/кг соответственно.

Чтобы обеспечить полное смачивание частмц сорбиновой кислоты, сухой по всему слою в начале смешения, нами принято и экспериментэльно подтверждено, что масса воды, подаваемой на смешение по своему объему должна быть в 1,1 раза больше свободного объема пор, т. е.. масса воды, подаваемой на смешение составляет 0,920,89 кг воды на 1 кг сухой сорбиновой кислоты. Экспериментально подтверждено, что при этом соотношении происходит быстрое получение подвижной однородной смеси сорбиновой кислоты с водой. Необходимо

0 отметить, что при этом в результате смешения сорбиновой кислоты с водой свободный объем пор влажной смеси уменьшается до 0,51-0,50 л/кг соответственно.

При большом массивом соотношении

5 сорбиновой кислоты к воде получение при смешении однородной подвижной массы будет затруднено, что приведет к неполному удалению примесей с поверхности частиц. Как показали проведенные нами

0 эксперименты, при меньшем массовом отношении сорбиновой кислоты к воде качество промытой сорбиновой кислоты улучшается нeзнaчиteльнo, а расход воды и потери сорбиновой кислоты с фильтратом

5 возрастают.

Температурные пределы проведения очистки сорбиновой кислоты по предлагаемому способу, равные 13-15°С, найдены экспериментально. Результаты экспериментальной проверки предлагаемого способа представлены в примерах 1 и 2, в которых температура плавления исходной и очищенной сорбиновой кислоты равна среднему значению из 3 определений.

5 Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример осуществления предлагаемого способа (см, примеры 1-2, таблица).

100 г сухой неочищенной сорбиновой

0 кислоты загружают в колбу емкостью 500 мл, приливали 89-92 мл воды, охлажденной до температуры 15--13° С соответственно, и перемешивали до получения однородной массы. Полученную смесь фильтровали через фильтровальную бумагу на воронке .Бюхнера по вакуумом. Очищенную сорбиновую кислоту высушивали под вакуумом при температуре 60°С и определяли температуру плавления (не менее 3 проб). Измеряли

0 объем фильтра, его температуру. Титрованием водным раствором NaOH в присутствии фенолфталеина определяли суммарное содержание кислых веществ в фильтрате. Используя полученную нами ранее кривую

5 растворимости сорбиновой кислоты в воде, находили при температуре фильтрата концентрацию сорбиновой кислоты и ее массу в фильтрате. Массу растворенных веществ в фильтрате находили, высушивая до постоянной массы под вакуумом при 60°С 25 мл фильтрата с последующим пepecчe o, на весь объем фильтрата. Массу удаленных с фильтратом растворимых примесей находи ли, вычитая массу сорбиновой кислоты в фильтрате из массы растворенных в фильт рате веществ. По описанной методике проведены так же эксперименты по очистке сорбиновой кислоты по предлагаемому способу при за предельных значениях температуры прове дения и массы воды, подаваемой на смешение (см, примеры 3-8, таблица). Из примеров 1 и 2 видно, что при очистке исходной сорбиновой кислоты по предлагаемому способу в пределах признаков, указанных в отличительной части (расход воды и температура смеси) количество удаленной смеси не превышает 1% массы исходной сорбиновой кислоты, а температура плавления возрастает от 130,1 для неочищенной сорбиновой кислоты до 130,83130,88°С для очищенной сорбиновой кислоты. Из примера 3 видно, что и результате проведения очистки при температуре, превышающей указанную в отличительной части, и расходе воды на смешение, меньшем указанного в отличительной части, качество очистки снижается и средняя температура очищенной сорбиновой кислоты составляет 130,70° С. Кроме того возрастает количество сорбиновой кислоты, удаляемой с фильтратом (потери СК), На примере 4 видно, что в результате проведения очистки при температуре меньшей указанной в отличительной части и расходе воды на смешение, превышающем расход, указанный в отличительной части, качество очистки снижается и средняя температура плавления очищенной сорбиновой кислоты составляет 130,78° С. Из приведенных примеров в таблице видно, что при проведении очистки при температуре и расходе воды на смешение, отличающихся от значений, указанных в отличительной части, потери СК с фильтратом возрастают с одновременным ухудшением качества очистки (см. примеры 3, 5. 7), возрастает расход воды с одновременным ухудшением качества (см. пример 4), ухудшение качества очистки (см. примеры 6, 8), Для сравнения предлагаемого и известного способа очистки сорбиновой кислоты проведена в лабораторных условиях очистка сорбиновой кислоты по известному способу. Для этого 100 г неочищенной сухой сорбиновой кислоты помещали на слой фильтровальной бумаги в воронку Бюхнера 100 мм. В воронку при температуре 7°С подавали 0,65 л воды, которую пропускали сверху вниз через неподвижный слой сорбиновой кислоты. Измеряли объем фильтрата, его температуру, суммарное содержание кислых веществ. Промытую сорбиновую кислоты высушивали под вакуумом при С и затем определяли ее температуру плавления. Полученные результаты представлены ниже. Результаты очистки сорбиновой кислоты по известному способу. Загружено для очистки 100 г сухой сорбиновой кислоты. Подано на промывку 650 г воды. Температура промывной воды 7 С. Удалено с фильтратом 1,120 г растворенных веществ, в том числе 0,275 г сорбиновой кислоты. Температура плавления сорбиновой кислоты до очистки 130,1° С, Температура плавления сорбиновой кислоты после очистки 130,73 С. Сравнение результатов эксперимен-. тальной проверки предлагаемого способа (примеры 1 и 2, таблица) и известного способа показано следующее: очистка сорбиновой кислоты по предлагаемому способу позволяет получить сорбиновую кислоту более высокой степени очистки. Так температура плавления сорбиновой кислоты, очищенной по предлагаемому способу составляет 130,83-130,88° С, а по известному способу- 130,73° С; потери сорбиновой кислоты с фильтратом при очистке по предлагаемому способу составляют 0,375-0,378 г на 21 кг исходной сорбиновой кислоты, а по известному способу - 2,75 г на 1 кг исходной сорбиновой кислоты, т. е. потери сорбиновой кислоты по предлагаемому способу, примерно; в 7 раз меньше, чем по известному; расход воды, при очистке сорбиновой кислоты по предлагаемому способу составляет 0,89-0,92 кг на 1 кг сухой сорбиновой кислоты, а по известному способу - 6,5 кг на 1 кг сухой сорбиновой кислоты, т, е, расход воды по предлагаемому способу в 7,1-7,3 раза меньше, чем по известному. Приведенные результаты позволяют еде лать вывод о более высокой экономичности и эффективности предлагаемого способа. Формула изобретения Способ очистки сорбиновой кислоты путем ее обработки водой с последующей

фильтрацией, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода воды, сорбиновую кислоту смешивают с водой при их

Результаты очистки сорбиновой кислоты по предлагаемому способу при предельных и запредельных значениях температуры проведения и объема подаваемой воды

массовом соотношении 1:0,89-0,92. причем смешение и фильтрацию проводят при 1315° С.

Использование: в качестве полупродукта в химической промышленности. Сущность изобретения: смешение сорбиновой кислоты СНзСН=СН-СН=СН-СООН, БФ СбНвОа с водой при их массовом соотношении 1:0,89-0,92 при 13-15''С с последующей фильтрацией при той же температуре. 1 табл.