Способ выделения гуминовых кислот Советский патент 1982 года по МПК C07C63/00 

Изобретение относится к органической химии, а именно к усовершенствованию способов выделения гуминовых кислот из бурых углей. Гуминовые кислоты находят широкое применение в сельском хозяйстве в качестве стимуляторов роста и развития растений, а также в промышленности в качестве комплексообразователей, флотореагентов, разжижителей, стабилизаторов буровых глинистых растворов и т.д.

Известен способ выделения гуминовых кислот из бурых углей жстракцией их растворами щелочей, например 21%-ным вош1ым раствором гидроокиси аммония, с г рследуюшим отделением экстракта от инертных составляющих и высаживанием гумнновых кислот нейтрализацией зкстракта 75%-ной фосфор- . ной кислотой (1.

Недостатком данного способа является низкое качество целевого продукта, содержащего ионы кальция, битумные примеси, что обуславливает высокую зольность продукта.

Известен также способ-выделения гумино- вых кислот зкстракцией бурых углей

водным раствором едкого натра в течение 2 ч при температуре кипения реакционной смеси, включающий отделенне экстракта оТ инертных составлякнцих и нейтралнзацию последнего серной кислотой для осаждения ту-.. миновых кислот 12.

Недостатком этого способа является низкий выход гуминовых кислот (46,5%).

На сболее близким по технической сущнос ти к предлагаемому является способ выделения гуминовых кислот из бурого угля путем ясстракШш 0,25-1%-ным воэтым раствором ьюнонатриевой соли зтилсилантриола при 80-90°С с последующим выделением гумииовых кислот из зкстракта соляной кислоты, фильтрованием н высушиваиием. Выход гуммновых кислот до 98,9% 3} и (4.

Недостатком известного способа является то, что -целевой продукт содержит большое 20 количество зоЛы (0,4%).

Цель изобретения - повышение качества гуминовых кислот..

Поставленная цель достигается тем, что выделеш1е гумшювых кнслот нз бурого угля ведут путем экстракции 2,0-2,5%-ным водным щелочным раствором смеси, состоящей ю едкого натра и трнтаноламшювой солн лау рипсульфата, взятьйс в весовом соотношении 4:1,0-1,2,при SS-90°C с последующим вьще лением целевого продукта подкислеиием до рН 3.5-4. В табл. 1 представлено определение опти мального соотношения компонентов экстрагента - едкий натр: триэтаноламиновая соль лаурипсульфата. Как видно из представленных результатов оптимальное весовое соотношение равно 1:0,25 - 0,3 или 4,0:1,0 - 1,25. В табл. 2 представлены даннью по влия кию степени нейтрализации реаюдаонной смес . .. на выход гумнновь1х кислот, (величина рН определялась на лабораторном рН-метре рН-122). Оптимальным значением рН при выделении гумнновых кислот является рН 3,5-4,0. При меньших з начениях рН (кислотности) происходит неполное высаживание гуминовых кислот. Осуществление предлагаемого сцособа позволяет получить целевой продукт с высоким выходом до 99,4% и повысить качество целе во1Ч продукта за счет снижения зольности и сохршения максимального количества активных кислых групп. В табл. 3 приводятся сравнителы||Ь1е данно по качеству полу аемь1х гуминовых кислот. Триэтаноламиновая соль лаурилсульфата (пено образователь 1) представляет собой триэтанол аминовые соли сернокислых солей лаурило вой фракции спиртов С Н () з, где п 10-12. По внешнему виду это маслянис тая прозрачная жидкость, невзрывоопасна, растворима в воде, устойчива в присутствии щелочей и кислот, хороший пенообразователь, смачиватель, диспергатор, эмульгатор, основа многих косметических композиций и Шампуней 4. Триэтаноламиновая соль лаурилсульфата, яв ляясь катионо-активным ПАВ, поглощается поверхностью угля н способствует быстрому и полному смачиванию угольных зерен. Что открывает доступ щелочному зкстрагенту едкому натру, ускоряет реакции растворения гуминовых кислот и расщепления углегуминового комплекса, позволяет Переводать гумииовые кислоты в рас-гао(жмое состояние боле полно и в более мягких условиях, а последнее способствует сохранению природной струк туры кислот - активных кислых групп, являющихся показателем их качества. Одновременное снижение зольности продукта связано с очень малой зольностью добавляемого ПАВ и возможностью сокращения расхода для экст ракции едкого натра, способствующего повышению золыюсти продукта. Вьшеление гуминовых кислот проводят в реакторе, снабженном паровой рубашкоб, механической мешалкой, термометром и дозаторами подачи экстрагентов. В реактор подается измельченный бурый уголь, который обрабатывают 2%-ным водным раствором экстрагейта в десятикратном размере по отношению к весу угля, перемешивают в течение 0,5 ч при 85-90 С. Реакционную смесь затем разбавляют водой в 1,5 раза и гуминовые кислоты осаждают при перемеишвании соляной или серной кислотами до рН смеси 3,5-4 с последующим фильтрованием и сушкой. Используют бурый уголь разреза Балаховскнй .« . «ЧМПСКЛГКМ ..лвА Александрийского месторождения, имеющий влажность 47,5% и зольность 18,6% (на сухую массу)., Пример 1. В реактор емкостью 250 л загружают 15 кг бурого угля и заливают 150 л 2%-ного раствора смеси, приготовленной из едкого натра и триэтаноламиновой соли лаурилсульфата в весовом соотнощении 4:1,0 и при церемеишваиии нагревают 0,5 ч при 85-90С. После окончания реакции реакционную смесь разбавляют при перемешивании 50 л воды и нейтрализуют рной кислотой (или соляной) до рН 4,0. Полученные в осадке гуминовые кислоты отделяют от маточного раствора фильтрацией и сушат. Выход целевого продукта составляет 99,2% на исходный уголь., Гуминовые кислоты имеют зольность 0,019%, суммарное содержание активных кислых групп в мг-экв/г 10,6 (из них карбоксильных 5,19 и фенольных 5,14). Пример 2. Процесс проводят в условиях примера 1, используя 2,5%-ный раствор зкстрагента 1ФИ соотношении по весу едкого натра и триэтаноламшювой соли лаурилсульфата, равном 4:1,2. Полученные кислоты с выходом 99,4% имеют зольность 0,02%; суммарное содержакие активных кислых групп в мг-экв/г 10,63 (из них карбоксильных 5,19 и фенольных 5,44). Пример 3. Процесс ведут в услоиях примера 1, но при весовом соотношеИИ едкого натра и триэтаноламиновой соли аурилсульфата, равном 4:1,1. Выход продукта составляет 99,26%, зольость равна 0,019%, содержание активных ислых групп в мг-экв/г 10,61 (из иих кароксильных 5,17 и фенольных 5,44). Пример 4. Процесс, проводят в усовиях примера 1, а нейтрализацию провоят до fOi 3,5.

5937445А

Гуминовые кислоты выделены с выходомта кислых групп в мг-жв/г (ю

99,4%, имеют зольность 0.02%, содержат актив- карбоксильных 5,20 и февояышх 5,42).

Соотношение компонентов экстрагейта, вес. ч.

Едкий натр

Триэтанодаминовая соль лаурнлсульфата 1.0О 1,00,05 1.00,1 1.00,15 1.00,20 1.00,25 1.00,30 1,00,35 .1 jifiВыход ГуМИНОВЫХ КИСЛОТ, % на горючую массу 5 7,075,9 6,Cf88,1 5,093, Показатели. Bbraejieinie гуми Известным спсюобом Выход, % на горючую массу84,5 3kMibHocTb, %0,4

Содержание активных лых групп, мг-экв/г

суммарное

карбоксильных

фенольных

Таблица 1

Выход ГуМИНОВЫХ KHCIH,

% на горячую массу 30

10,63 5,19 5,44 51,8 55,9 68,4 75,2 86,7 94,7; 99,4 99,4 Продолжение «бп. 2 1fL 4.0%,5 3,599 j,0 99,4 . Таблида 3 кмслола I Прешппемым способом 99,2 0,02

Формула изобретения

Способ выделения гумшювых кислот из бурого угля путем экстрпкшш водным щелочным раствором экстрагента при 85-90°С

С последующим подкислеиием реакцношюй массы и выпепеююм целевого продукта, отличающийся тем, что, с цепью повышения качества целевого продук«, жст1 акц|1ю ведут ,59Ь-иым водным 7 раствором, состоящим из едкого натра и триэтаноламиновой соли лаурилсульфата, вэятых в весовом соотиошении 4:1,0-1,2, и подкиоуение ведут.до рН 3,5-4. Источники информащш, принятые во внимание при жспертиэе 1. Патент США N 3770411, кл. 71-24, опублик. 1973. 9374458 2. Авторское свидетельство СССР « 169112, кл. С 07 С 63/00, 1961. з. Авторское свидетельство СССР N 701997, кл. С 07 С 63/00, 1979 (прототип). 4. Абрамзон А. А., Гаевой Г. М. ТТоверхиостно-активные вещества. Химия, 1979, с. 276.