Способ регенерации соединенийшЕСТиВАлЕНТНОгО XPOMA Советский патент 1981 года по МПК C25B1/00 C01G37/14 C02F1/461 C02F1/461 C02F101/22 C02F101/30 C02F103/14 C02F103/36 

1

Изобретение.относится к применению метода электролиза для регенерации окислителя из производственных отходов, образующихся в процессе синтеза органических соединений.

Известен способ регенерации соединений шестивалентного хрома путем электрохимической обработки отработанного в органическом производстве окислител:й. В оптимальных условиях электролиза выход по веществу составляет 90% и по току 83%, при многократной регенерации цьрсод еще ниже ij.

Недостатком известного способа яляется невысокий выход по току и веществу при многок;ратной регенерации.

Цель изобретения - повьппение выхода по току и по веществу соединений шестивалентного хрома при многократной регенерации.

Поставленная цель достигается тем, что КЗ обработанного окислиТеля перед электрохимической обработкой удаляют фильтрацией примеси, окислитель обрабатывают острым паром д полного разложения органических соединений, с последующим их отделением и обработкой окислителя активированньм углем.

Шестивалентный хром может использоваться в производстве п-бензохиног на.

В реактор поступают анилйи и сернокислый раствор бихромата натрия с заданной концентрацией. В реактсфе происходит образование п-бензохинона| который отгоняют с водяным паром, либо экстрагируюткаким-либо растворителем, а отработанный окислитель, содержащий примеси хинона, анилина и промежуточных продуктов окисления подают на очистку. На фильтре происходит отделение .нерастворимых соединений, включая органические красители. В случае извлечения п-бензохинона органическим растворителем. указанный раствор направляют в аппарат для обработки острым паром с целью удаления остатков растворител и разложения побочных органических продуктов. Образовавшиеся нерастворимые соединения отфильтровывают на фильтре, В колонне, наполненной активированным углем, например марки АГ-3 f происходит окончательная очистка окислителя от примесей. Из колонны очищенный раствор трехвалентного хрома подается в анодное пространство электролизера, где осуществляется регенерация окис лителя. В качестве анода используют двуокись свинца, в качестве дсатода металлический свинец, Католитом слу жит 3-4 н. раствор серной кислоты. Для разделения катодного и анодного пространств применяют керамическую диафрагму. Электролиз проводят до полной выработки соединений трехвалентного хрома. Пример 1. а). Синтез п-бензохинона. В 500 мл 6 н. раствора серной кислоты порциями загружают 52 г бихромата натрия, охлаждают до и зализшот в делительную воронку. В бюретку наливают 16 мл анилина. Затем начинают сливать бихромат натрия и анилин в реак1ор. Продолжительность дозировки составляет 15-20 мин. После окончания подачи растворов в реактор, реакционную смесь выдерживают в течение 0,5 ч при перемешивании и затем отбирают пробу дпя анализа на зохинон, концентрацию которого определяют йодометрическим методом. Полученный п-беизохинон отделяют отгонкой с паром, либо экстрагируют каким-либо растворителем, например бензолом. Выход п-бензохинона 98%. Сернокислый раствор отработанного окислителя подают на регенерацию, которая осуществляеч-ся электрохимически. б). Регенерация соединений шес тивапентного хрома. В анодное пространство электролизера заливают 500 мл отработанного окислителя, в катодное - 4 н. раствор серной кислотбг. Анодная плотность тока поддерживается 3-5 А/дм , температура раствора - 40-50 С. Электролиз проводят до полной выработки со динений трехвалентного хрома, Выход шестивалентиого хрома в первом цик окисление-регенерацияПО веществу 89,8% и по току 43,6%. И р и м е р 2. а). Синтез п-бензохинона проводят аналогично, как описано в примере 1а, но используют при этом очищенньй путем фильтрации регенерированный окислитель. Результаты опытов сведены в табл. 1. Таблица 1 б). Отработанный окислитель после синтезов подвергают предварительной очистке от органических примесей, которые снижают выход по веществу при получении п-бензохинона и выход по веществу и току при per енерации соединений шестивалентного хрома. Очистку осуществляют путем фильтрования через фильтр,из плотной химически стойкой ткани. При этом на фильтре отделяется черный осадок красителей (побочные продукты). После этой операции сернокислый раствор трехвалентного хрома передают на электрохимическое окисление в шестивалентный хром. в) . Регенерацию очищенного путем фильтрации отработанного окислителя проводят аналогично как описано в примере 16. Результаты опытов сведены в табл. 2. Таблица 2 Примерз, а). Синтез п-бензоинона проводят аналогично, как Опиано в примере 1а, но используют

окислитель, подвергавшийся очистке от органических примесей путем обработки острым паром.

Результаты опытов сведены в табл. 3.

Таблиц U 3

Выход по 97,1 96,6 96,0 95,4.95,

веществу

бензохинона, %

б). Очистку отработанного окислителя после синтезов от органичес ких примесей проводят путем обработки острым паром. При этом острьй пар подается в колбу с окислителем в течение 2-3 ч. В результате этой операции происходит отделение остатков растворителя (в случае извлечения п-бензохинона растворителем, например бензолом) и разложение побочных органических продуктов, Затем сернокислый раствор трехвалентного хрома отфильтровывают от. твердых нерастворимых соединений, образовавшихся при пропаривании. Поле очистки отработанный окислитель подается на электрохимическую регенерацию, .

в), Регенерацию отработанного окислителя очищенного путем пропаривания осуществляют аналогично, как

описано в примере 16.

Результаты опытов сведены в

табл, 4, „ .

; Т а б л и ц а 4

Выход по , 91,5 90,5 88,4 86,7 83,4 веществу соединений хрома (VI),%

Выход по 58,4 56,2 54,6 51,5 48,3

току сое- динений

хрома

(VI), %: .

П р и м е р 4, а). Синтез п-бензохинона проводят аналогично, как описано в примере 1а, но используют окислитель очищенный от органических примесей, с помощью активированного угля.

Результаты синтезов сведены в табл, 5.

ТаблицаЗ

Выход по 97,4 97,0 96,6 96,1 95,5 веществу бензохи%

нона.

б),Очистку отработанного окислителя после синтезов осуществляют с помощью активированного угля марки АГ-З. Очистка проводится в колонке длиной 20 см, заполненной активированным углём, Скорость протекания раствора окислителя через слой, угля составляет 5 мя/мин. После очистки отработанный окислитель подается на регенерацию,

в), Регенерацию отработанного окислителя очищенного с помощью активированного угля осуществляют анаглогично, как описано в примере 16,

Результаты опытов сведены в табл. 6..

Т а б л и ц а 6

Опыт

Выход по 94,3 93,5 91,7 89,2 85,3

5 . веществу соединений хро.Ma(Vl),%

0 Выход.по .78,4 75,2 72,5 69,6 66,9 току соединенийхрома (VI), %

Как видно из результатов, представленных в примерах 2-4, выход как при синтезе п-бензо хинона, так и при регенерации окислителя, очищенного от органичес: ких соединений, каждым методом в отдельности снижается от цикла к- циклу ркисление-регенерация.

Стабильных выходов по веществу 5 и току удается достичь лишь при применении всех методов очистки отработанного окислителя комплексно.

П р и м е р 5. а). Синтез п-бен- , зохинона проводят аналогично, как

описано в примере 1а, но используют отработанный окислитель подвергший ся всем методам очистки от примесей органических соединений.

Результаты синтезов сведеиы в табл. 7.

Таблица 7

Выход 98,0 98,0 97,9 98,0 98,0

бензохинона, %

б). Очистку отработанного окислителя от опытов проводят фильтрованием обработкой острым паром с последующим фильтрованием и обра- . боткой активированшлм углем,

в). Регенерацию отработанного окислителя от опытов, очищенного от органических примесей с помощью фльтровапия; обработкой острым паром с последующим фильтрованием; активйрованйого угля, проводят аналогично, как описано в примене 16

Результаты опытов сведены в табл. 8.

Таблица 8

95,2 95,0 94,9 95,0 95,2

86,7 87,0 86,8 87,0 87,1

Таким образом, стабильные и высокие выходы по веществу 94,995,2% и.по току 86,7-87,1% в процессе регенерации отработанного окислителя удается получать в каждом последующем цикле окисление-регенерация лишь при сочетании всех методов очистки (фильтрования; пропарив ания с последующим фильтрованием, обработки активированным углем) от примесей органических соединений; накапливаемых в процессах жидкофазного окисления.

Применение предлагаемого способа

регенерации соединений шестивапентного хрома позволяет осуществлять безотходное производство п-бензохинона, что дает экономию примерно 100 тыс. в год.

Формула изобретения

Способ регенерации соединений

25 шестивалентного хрома путем электрхимической обработки отработанного в органическом производстве окислителя, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода

30 по току и по веществу соединений шестивалентного хрома при многократной регенерации, из отработанного окислителя перед электрохимической обработкой удаляют фильтрацией примеси, окислитель обрабатывают острым паром до полного разложения, органических соединений, с последующим их отделением и обработкой окислителя активированным углем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3450623, кл. 204-256,опублик. 1969.