Способ получения карбоксильного катионита Советский патент 1974 года по МПК C08F27/14 

1

Изобретение относится к способам получения ионообменных смол, используемых для извлечения различных элементов из растворов и пульп.

Известен способ получения пористого карбоксильного катионита сополимеризацией нитрила акриловой кислоты и дивинилбензола в присутствии додекана и последующим гидролизом нитрильных групп 40%-ным раствором КОН.

Недостатками известного способа являются низкая механическая прочность катионитов; недостаточная степеиь гидролиза высокосшитых сополимеров (низкая обменная емкость катионитов); технологические неудобства, связанные с пенообразованием при выделении аммиака в легко эмульгирующуюся среду, и корродирующие свойства крепких растворов щелочей по отношению к эмалированной аппаратуре.

Кислотиый гидролиз «сщитых полимерных нитрилов применяется значительно реже щелочного и приводит к получению катионитов с еще более низкой обменной емкостью.

Целью изобретения является разработка способа получения пористого карбоксильного катионита с высокой прочностью и обменной емкостью.

Предлагаемый способ состоит р суспензионной сополимеризации акрилонитрила с дивинилбензолом в присутствии порообразователей (алкилбензина, бензина БР-2, синтина и др.) с последующим окислительным гидролизом нитрильных групп в сополимере до карбоксильных. Окислительный гидролиз заключается в обработке сополимеров концентрированными растворами азотной кислоты (или смесями азотной и серной кислот) при высокой температуре. В процессе обработки окисляющим раствором происходят значительные изменения в структуре сополимера, приводящие к интенсификации реакции гидролиза и увеличению емкости получаемых катионитов. При окислительном гидролизе образуется некоторое количество аминных групп, повышающее емкость сорбента по ряду элементов (например, железу). Окислительный гидролиз проводят 25-63%-ными растворами азотной кислоты с добавкой или без добавки серной

кислоты при 105-120°С.

Пример. 142 кг акрилонитрила, 58 кг технического дивинилбензола (содержание ДВБ 50%), 2,5 кг перекиси бензоила суспензионно полимеризуют в присутствии 62,5 кг алкилбензипа в среде 20%-ного водного раствора NaCI, содержащего 1 % крахмала. Реакционную смесь выдерживают 4 час при 62°G и 2 час при 90°С. После охлаждеиия, фильтрации и промывки водой, полученный сополимер гидролизуют 500 л 45%-ной азотной кислоты по следующему, температурному режиму: 5 час при 80°С, 5 час при 90°С и 10 час при 110°С. Полученный катионит имеет обменную емкость по iN а-иону 9 мг-экв/г, емкость по железу 59,2 мг/г, механическую прочность 99,5%.

Свойства карбоксильных катионитов, полученных из сополимера акрилонитрила с ДВБ представлены в таблице. Таблица показывает преимущества предлагаемого способа получения карбоксильных катионитов перед известным способом (с применением щелочного гидролиза). Катиониты, полученные с применением окислительного гидролиза, имеют в 1,3-2 раза больщую полную обменную емкость, в 1,4-1,9 большую механическую прочность, в 1,8-2,2 раза большую емкость по железу.

Предмет изобретения

Способ получения карбоксильного катионита путем эмульсионной сополимеризации нитрила акриловой кислоты с дивинилбензолом в присутствии порообразователей с последующим гидролизом нитрильных групп, отличающийся тем, что, с целью повыщения сорбционной емкости и механической прочности катионитов и упрощения технологического процесса, осуществляют окислительный гидролиз азотной кислотой или смесью азотной и серной кислот.