Способ очистки соли карбоновой кислоты Советский патент 1980 года по МПК C07C51/42 

Изобретение относится к органическому синтезу,конкретно - к способу очистки солей карбоновых кислот, используемых в производстве особо чистых стекол. Большое значение играет очистка щелочных и щелочноземельных металлов муравьиной, уксусной, щавелевой,лимонной или винной кислот от ионов красящих металлов, таких как Мп .- rtiПА.ПА О4--. Fe , OrСоли карбоновых кислот обычно синтезируют взаимодействием оснований или активных металлов с соответствующими кислотами, а муравьино кислые соли получают взаимодействие оснований с моноокисью углерода. Таким образом, чистота этих соле обусловлена чистотой исходных компо нентов о.с.ч., класс которых имее чистоту порядка 10 вес.% микропри месей l . Следовательно, при прямом синтез солей возможно достигнуть степени чистоты только порядка 10 вес.%. Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ очистки солей карбо .новых кислот, например, муравьинокислого натрия, заключающийся в добавлении к раствору соли активированного угля, фильтровании, подкислении муравьиной кислотой, пропускании сероводорода, повторного фильтрования с последующим упариванием фильтрата при , после чего проводят охлаждение, отсасывание кристаллов и промывку их спиртом. Способ позволяет достигнуть чистоты по микропримесям группы железа вес.% и группы свинца Ю вес.% 2. Недостатки способа заключаются в невозможности избавиться от следов частиц активированного угля при фильтрации, что влечет за собой сохранение в рабочих растворах загрязнений, поглощенных и содержащихся в угле; применении упаривания для концентрирования раствора, что приводит к загрязнению основного вещества микропримесями группы железа и группы свинца за счет накопления их соединений в количествах, обусловленных произведениями растворимостей, большой расход муравьиной кислоты, а

также сложность технологического процесса, включающего двухкратное .упаривание и охлаждение.

Цель изобретения заключается в улучшении качества целевого продукта.

Поставленная цель достигается описываемым способом очистки соли карбоновой кислоты, обычно щелочной или щелочноземельной соли муравьиной, уксусной, щавелевой, лимонной или винной, заключающимся в прибавлении к 3-30%-ному раствору соли, обработанному серосодержащим соединением, преимущественно сероводородом или сульфидом натрия, калия или аммония, при рН 8-13, смеси, состоящей из растворимого в воде сульфида натрия, калия или аммония, муравьиной кислоты и щелочи и имеющей рН исходной реакционной массы, при объемном соотношении реакционная масса смесь 1:0,01-0,006 с последующими центрифугированием образовавшейся взвеси с угловой скоростью 500020 000 об/мин, декантацией и высаживанием соли из образовавшегося раствора органическим растворителем со значением диэлектрической проницаемости 21-38, обычно диметилформамидом, метанолом или ацетоном,при объемном соотношении раствора .и растворителя 1:1 - 10, промыванием очищенных солей растворителем, высушиванием обычно при 30-130с и остаточном давлении 1-10 атм.Способ позволяет очищать соль, содержащую 10 .% примесей до степени чистоты 10 вес.%.

Отличительными признаками процесса является обработка 3-30%-ного раствора соли серосодержащим соединением при рН 8-13 и прибавление к полученной, реакционной массе смеси, состоящей из растворимого в воде сульфида натрия, калия или аммония муравьиной кислоты и щелочи и имеющей рН исходной реакционной массы, при объемном соотношении реакционная масса - смесь 1:0,01 --0,06 с -последующим центрифугированием образовавшейся взвеси с угловой скоростью 5000-20 000 об/мин, декантацией и высаживанием соли из полученного раствора органическим растворителем со значением диэлектрической проницаемости 21-38 при объемном соотношении раствор - растворитель 1:1-10, что позволяетулучшить качество целевого продукта.

Способ заключается в том, что производится растворение очищаемых солей в воде в концентрациях 3+30% связывание ионов ( , Fe , Co-i Cd2-, , Cu, С r ) в воднЬм растворе сульфидным ионом , коллектирование нерастворимых сульфидов, взвешенных в растворе.

осаждение центрифугированием, декантация раствора, удаление избытка сульфидных ионов муравьиной кислото и высаживание очищенной соли из водного раствора органическими растворителями .

Количество осадителя (растворимого в воде сульфида) определяется следующим образом.

Исходя из степени чистоты исходной соли и ее концентрации в растворе расчитывается количество красящи ионов в пересчете на двухвалентное состояние металла,Расчитывается теоретически необходимое для их связывния количество сульфидных ионов и к очищаемому раствору соли добавляетс s ион в 5-20 раз превышающий теоретически рассчитанное количество.

Коллектором твердых частиц нерасворимых сульфидов, взвешенных в расворе, служит элементарная сера с развитой поверхностью, получаемая подкислением муравьиной кислотой О , 4-0 ,5%-ного водного раствора сульфида калия, натрия или аммония. Отношение О,4-0,5%-ного водного раствора сульфида и добавляемой муравьиной кислоты с плотностью 1,22 г/мл составляет 1:0,002 0,003 объемных единиц. Раствор коллектора с помощью КОН или NaOH приводится к тому Же значению рН, что и раствор, который добавляется.

Пример 1. Растворяется 45 г муравьинокислого кальция чистотой 10 вес.% в 300 мл воды.Добавляется 0,22 г сульфида аммония и 4 мл м раствора гидроксида аммония (МНдОН); рН среды равен 10.

Добавляется 0,3 мл смеси сульфида натрия, муравьиной кислоты и едкого натра, имеющей рН 10.После вьщержки раствора в течение 3036 ч при температуре 22-26-С раствор центрифугируется с угловой скоростью 20000 об/мин в течение 60 мин. Раствор декантируется,добавляется 0,35 мл муравьиной кислоты плотностью 1,22 г/мл и нагревается в течение 35-40 мин для удаления избытка s в виде Н 2.S . К остывшему ДО температуры 22-2бС раствору добавляется 2,5 л метанола Высаженная соль фильтруется,дважды промывается метанолом и просушивается в течение 2-3 ч при температуре 70-90°С. Выход соли 87%.

П р и м е р 2. Растворяется 105 г уксуснокислого кальция чистотой 10 вес.% в 245 мл зоды. Добавляется 0,7 г сульфида аммония и 0,75 мл 0,1 М раствора гидроксида аммония (рН среды 12). Добавляется 0,4 мл раствора при температуре 20-25°С в течение 20-24 ч производится центрифугирование с угловой скоростью 15000 об/мин в течение 60 мин. Раствор декантируется, добавляется 0,6 мл муравьиной кислоты плотностью 1,22 г/мл, нагревается при температуре 40-50°С в течение 40 мин для удаления избытка сульфидных ионов в виде HgS. К остывшему до температуры 20-25 С раствора добавляется 1,5 л ацетона. Осажденная соль фильтруется, дважды промывается ацетоном и просушивается в течение 2-3 ч при температуре 70-80с Выход 99%.

Пример 3. Растворяется 150 г муравьинокислого натрия чистотой 10 вес.% в 350 г воды (30%ного раствора). Добавляется 0,02 г сульфида натрия и 3 мл раствора NaOH (рН 11). Добавляется 3 мл раствора коллектора. Раствор выдерживается при температуре 17-30С в течение 20-24 ч. После этого производится центрифугирование с угловой емкостью 20000 об/мин в течение 45 мин и раствор декантируется. Добавляется 0,016 мл муравьиной кислоты плотностью 1,22 г/мл и нагревается в течение 30 мин при 705 60°С для удаления избытка сульфидных ионов в виде . К остывшему до температуры 20-25 0 раствору добавляется 3 МП диметилформамида. Высаженная соль фильтруется, дважды

o промывается ацетоном и просушивается при температуре ЗО-бО С при давлении 0,1-0,2 атм в течение 3-4 ч. Выход соли 98%, Характеристики и параметры процесса очистки приведены в таблице. Чистота полученной

5 соли п(X(Mn Fe , Ni , Со , , Cu , Cu,. ,) ионам имеет порядок 10 .

3012-13 10 J2

138-10 (NH,)S 10

139-11 (NH)2S 10 г

3411-12 NagS 10

1024 9-11 KjS

гЪ 10

30 11-12 20 12-13 NagS 10

0,04 6-420 60 ДМФА6 98

1,0 5-25 25 Ацетон 8 98

6,0 1-210 30 Метайол 6 87

0,5 4-24 30 Ацетон 2 99

2,0 6-415 50 Ацетон 4 99

2,0 4-220 60 Ацетон 8 81

6,0 6-48 40 Ацетон 10 99

Формула изобретения

объемном соотношении раствор : растворитель 1:1-10.

J соль муравьиной, уксусной, щавелевой, лимонной или винной кислоты,

5 ацетон.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 высокочистых веществ. Изд-во ИРЕА, М., 1965.

2.Ю.В. Карякин, И.И. Ангелов. Чистые химические реактивы, М., 1974, с. 263 (прототип).