Способ получения анионита Советский патент 1980 года по МПК C08G12/40 C08J5/20 

Изобретение относится к получению обесцвечивающих анионообменных смол, используемых главным образом в гидролизной промышленности, а также в промышленности витаминов и антибиотиков. Известны меламиноформальдегидные смолы с добавкой гидрата окиси алюминия для повышения тепло- и светостойкости l . Известны такжемеламиноформальдегид ные смолы для разделения молибдена и рения, в которые введены эпихлоргидрин и полиэтиленполиамин . Наиболее близким пс; способу производства и назначению является анионит АН-1 з . Анионит АН-1 является про дуктом мсламиноформальдегидной конденсации при соотношении 3, 3-3,4 моль фо мальдегида на 1 моль меламина. Конден сацию проводят вначале в слабощелочной или нейтральной среде (нейтрализация) формалина едким натром до рН 7-8), а затем в силыюкислой среде (36+2%нная серная кислота). Главная область использования АН-1очнстка и обесцвечивание пентозного гидроли эата. Очистка от серной кислоты и окрашивающих веществ необходима для дальнейшей переработки пентозного гидролизата на ксилитан. Недостатками АН-1, полученного известным способом, являются невысокая емкость по кислотам, составляющая 1,7 - 2,0 мэкв/мл или 4,7-5,0 кэкв/г, низкая обесцвечивающая способность по красящим веществам элюатов витамина В .. и окси- тетрациклина, препятствующая его использованию в витаминной и медицинской промышленности, а также малая гранулометрическая стойкость его зерен, чем определяется недостаточный срок службы при эксплуатации, составляющий 1-2 года вместо 5-8 лет для других ионитов. Цель изобретения - увеличение обменной емкости меламинофс рмальдегидного анионита и его обесцвечивпющей способности с одновременным увеличением механической прочности. 37 Эта цепь достигается проведением кон денсадии маламина с формальдегидом в присутствии карбамида и сулы{)ата аммония, последний в кислой среде модифицирует метилольные производные меламина с образованием добавочного количества аминогрупп подобно реакции Манниха для ароматических соединений. Сульфат аммония вводят в пределах от 0,2 до 0,8 мол на 1 моль меламина, карбамид - в количестве 0,01-0,1 моль на 1,моль мелами на. Введение менее 0,2 моль сульфата аммония дает слишком малый эффект , а введение более 0,8 моль отрицательно сказывается на механической прочности. Сульфат аммония удобнее вводить в виде раствора в 34-38%-ной серной кислоте, можно вводить и отдельно, одновременно с серной кислотой. Введение сульфата раньше кислоты приводит к помутнению массы, а введение сульфата после кислоты - к быстрому отверждению массы. Карбамид, добавляемый с целью пластификации ионита и снятия излишней хрупкости, вводя в формалин со слабош.елочной реакцией в самом начале процесса конденсации до введения меламина (карбамидные смолы, полученные в щелочной среде, обладают повышенной клейкостью). Введение карбамида в количествах менее 0,01 моль недостаточно эффективно, а в количествах более 0,1 моль снижает емкостные пока- заггели. Способ получения анионита состоит в следующем. 37%-ный формалин нейтрализуют 42%-ным едким натром до ,. добавляют карбамид и нагревают до 70+5 С. Далее растворяют в нем меламин, что занимает около 30 мин. На 1 моль меламина берут 3,3+0,1 моль формальдегида, увеличение колшшства формальдегида ухудшает кинетические свойства ионита, уменьшение - снижает механическую прочность и обесцвечивающую способность. Реакционную смесь ох-.лаждают до 60 и при интенсивном пере мешивании в нее вливают раствор серной кислоты, содержащий 1-1,2 моль серной кислоты и 0,2-0,8 моль сульфат аммония. Реакционную массу из реактора переводят в камеру отверждения, где от верждают при 7О С з течение 3 ч и сушат при той же температуре 16 ч, затем подвергают дроблению и . П р и м е р 1. В реактор, снабженны обратным холодильником, устройствами для перемешивания, замера температуры нагрева и охлалодеиия загружают 276 г 8 (3,4 моль) 37%-ного формалина, добавляют несколько капель 42%-ного жидкого едкого натра, доводя рН реакционной массы до 8, и всыпают 3 г карбамида {О,О5 моля). После этого массу нагревают до 70 Сив нее загружают 126 г (1 моль) меламина. При 70-75 С и перемешивании растворяют меламин. После образования прозрачного раствора его охлаждают до 60 С и при интенсивном перемешивании s него вливают 349 г раствора, содержащего 98 г (1 моль) серной кислоты и 77 г (0,58 моль) сульфата аммония. Затем реакционную массу ИЗ реактора сливают в противень и отверждают при 70 С в течение 2/3 ч, измельчают до размеров кусков 20-40 мм и подвергают термообработке в течение 16ч при 70 С. После окончательного дробления получают 390 г фракции 0,3152,0 мм, которую замачивают 780 г воды на 1 ч. Затем жидкость отделяют от ионита, получая 694 г ионита в товарной форме с влажностью 48% и 476 г фильтрата, содержащего 20 г серной кислоты и 10 г сульфата аммония. Фильтрат может быть использован для приготовления следующей порции раствора серной кислоты и сульфата аммония. Получающийся при дроблении в количестве 7-9% отход (ситовая фракция с размером частиц мельче О,3 мм) может быть возвращен в процесс при конденсации следующей операции. Пылевидную 4ракдию ввидят сразу после.введения раствора серной кислотьг. Пример 2. Все условия получения анионита и загрузки меламина и формалина такие же, как в примере 1. Карбамид вводят в количестве 0,6 г (0,01 моль), а также вводят ЗО1 г раствира, содержа- ще1Х) 99 г (1.О1 моль) серной кислоты и 27 г (0,2 моль) сульфата аммония. Условия отверждения, предварительного дробления, термообработки, окончательного дробления, замачивания и отделения от настоя такие же, как в примере 1. Полу- чакэтг 578 г ионита в товарной форме с влажностью 45,5%. П р и м е р 3. Все условия получения анионита и загрузка меламина и формалина такие же, как в примере 1, Карбамид вводят в количес-тве 6 г (О,1 моль), а также вводят г раствора, содержащего 115 г (1,17 моля) серной кислоты и 105 г (0,8 моля) сулы|1ата аммония. Условия отверждення, предварительного дробления, термообработки, окончательного дробления, замачивания и отделения от настоя такие же, как в примере 1, Получают 765 г нонита в товарной форме с влажностью 49,9%. Полученные образцы - белые непрозрачные зерна размером 0,315-2,0 мм, 5 не отличающиеся от известного акионита и между собой. Свойства полученных анионитов приве-йены в таблице.

Технико-экономические преимущества предлагаемого способа выражаются в том, что за счет увеличения количества функциональных групп емкость анионита по кислотам увеличивается на 40-5О%, причем это увеличение сопровождается повышением механической прочности и осмотической стабильности на 25-ЗО%; повышает ся обесцвечивающая способность (почти в 3 раза) по красящим веществам гидролизата витамина В , что создает возможность использования анионита в новых областях - промышленности витаминов и антибиотиков; несмотря на дополнительный расход сульфата аммоНИя в количестве около ЗОО KI-/T сухого анионита и карбамида около 30 кг/т себестоимость анионита несколько снижается, так как введение более дешевых сульфата аммония и карбамида приводит к некоторому снижению расходных коэф(циентов по мелами- ;ну, формалину и серной кислоте. Формула изобретения 1. Способ получения анионита путем конденсации меламина с формальдегидом сначала в слабощелочной или нейтральной среде н далее в сильнокислой среде, о т личающийся тем, что, с целью увеличения обменной емкости, обесцвечивающей способности и мехплической прочности анионита, конденсацию осуществляют в присутствии карбамида и сульфата аммония, взятых в количестве, соответст,венно, 0,01-О,1 моль и 0,2-О,8 моль на 1 моль меламина.

77110488

щ и и с я тем, что карбамид вводят вкл. 260-17,3 опублик. 1074. нейтрализованный раствор формальдегида2, Авторское свидетельство СССР

до введения меламина, а сульфат аммония-М 379590, кл. С 08 G 12/40, 1968. используют в виде раствора в серной кис- s лоте 34-38%-ной концентрации.3. Авторское свидетельство СССР

Источники информации,N 113130, кл. С 08 G 12/32, 1959

принятые во внимание при экспертизе(прототип).