Способ получения катионита

(5 31 1 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКО ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ ОО ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР)ч. 632648, кл. С 08 В 31/16, 1978. Изобретение относится к способам производства катионообменных материалов, используемых для очистки различных жидкостей из неорганических и органических примесей.Известен способ получения сорбента путем пиролиза лигнина в присутствии неорганической добавки - продукты гидролиза треххлористого фосфата,В известном способе гидролизный лигнин смешивают с продуктами гидролиза треххлористого фосфата, затем смесь формуют и подвергают пиролизу при доступе воздуха и нагревании до 350 С в течение 1 - 3 ч, Получают продукт с хорошей динамической обменной емкостью и адсорбционной способностью,Недостатком способа является низкий (45-55 О) выход сорбента,Ближайшим аналогом настоящего изобретения по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ получения катионита путем сульфирования гидролизного лигнина с последующей термообработкой полученного продуктапри 160 - 180 С,При этом термообработку осуществляют в течение 60 мин, а сульфирование ведут сернистым ангидридом при массном соот(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТИОНИТА (57) Использование: для очистки жидкостей от неорганических и органических примесей. Сущность изобретения; гидролизный лигнин обрабатывают 87 - 95 О -ной Н 2304 с температурой 75-100 С, Массовое соотношение соответственно равно 1;4 - 5, Продукт термообрабатывают при 160 - 180 С 15 - 30 мин, Отмывают от Н 2304 и сушат,ношении гидролизного лигнина и сернистого ангидрида соответственно 1:0,45-0,5,Недостатком способа является невысокая обменная емкость продукта и большаядлительность процесса его получения. (у)Целью изобретения является повышение ионообменной емкости катионита,В предлагаемом способе получения катионита путем сульфирования гидролизноголигнина с последующей термообработкойполученного продукта при 160 - 180 С, суль-афинирование осуществляют 87-95 О сернойкислотой, нагретой до 75 - 100 С при массном соотношении гидролизного лигнина исерной кислоты соответственно 1;4-5, а термообработку проводят 15 - 30 мин.Гидролизный лигнин - это твердый продукт, получаемый в результате гидролиза ООдревесины, молекулярная масса гидролизного лигнина колеблется от нескольких сотдо сотен тысяч единиц, левайПолученный предлагаемым способомкатионит представляет собой твердый продукт черного цвета в виде зерен, Выход егопо массе лигнина составляет 83-85 О,Установлено, что при расходе кислотыниже 4 мас,ч, на 1 ч, лигнина снижаетсяобменная емкость продукта; увеличениерасхода свыше 5 ч на 1 ч не приводит кпоявлению дополнительного положительного эффекта,Температурный интервал термообработки обусловлен тем, что при температуре ниже 160 С увеличивается суммарная длительность процесса, нагревание массы свыше 180 С не приводит к повышению емкости продукта, При длительности термообработки менее 15 мин снижается обменная еМкость, обргаботка более 25 мин не приводит к заметйому повышению емкости.Обработка лигнина нагретой кислотой значительной сокращает общую длительность процесса, однако при использовании кислоты с температурой свыше 100 С происходит снижение емкости катионита, резко увеличивается образование и выделение сернистого ангидрида при обработке кислотой.При уменьшении концентрации кислоты ниже 97начинает снижаться емкость катионита, увеличение концентрации свыше 95не приводит к повышению емкости продукта,Способ осуществляют следующим образом,Высушенный и измельченный до размера частиц не более 2,0 мм гидролизный лигнин обрабатывают нагретой до 75-100 С концентрированной серной кислотой при соотношении 1;4-5(мас.ч.) и перемешивают 2 - 4 мин до прекращения выделения парогазов и затвердения массы, Затвердевшую массу подвергают термообработке при 160- 180 С в течение 15 - 30 мин, затем охлаждают, промывают сначала 30 - 35 -ной серной кислотой, затем водой до полного удаления кислоты, высушивают при 105 - 110 С, дробят на частицы заданного размера.Изобретение иллюстрируется следующими примерами.П р и м е р 1. Способ получения катионита осуществляют следующим образом: 50 г сухого порошка технического гидролизного лигнина с размером частиц 0,25 мм смешивают с 250 г 95-ной серной кислоты по ГОСТ 4204 - 77 (соотношение 1:5), нагретой до 100 С, перемешивают в течение 1,5 мин. Через 2 минуты после смешения получают затвердевшую массу в виде монолитного блока или кусков, Массу помещают в печь с температурой 180 С и подвергают термообработке в течение 15 минут, Затем материал охлаждают, промывают сначала 30 ,-ной серной кислотой, затем водой до полного удаления свободной кислоты. Далее катионит высушивают при 110 С до постоянной массы (42,4 г или 84,8выхода), дробят на частицы заданного размера.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Характеристики приведены в таблице.П р и м е р 2. Способ осуществлениякатионита осуществляют следующим образом: 50 г измельченного до размера частицменее 2,0 мм (включая пыль) гидролизноголигнина, смешивают с 200 г 91 ,-ной серной кислоты (соотношение 1:4) нагретой до75 С, перемешивают в течение 1,5 мин,полученный продукт помещают в печь с температурой 170 С и подвергают термообработке в течение 23 мин. Дальнейшаяобработка по примеру 1, Получают 42,1 гматериала (выход 84,2;4,).Характеристики приведены в таблице.П р и м е р 3. Способ получения катионита осуществляют следующим образом: 50г технического гидролизного лигнина попримеру 2 смешивают с 225 г 87 ,-ной серной кислоты (соотношение 1:4,5), нагретойдо 87 С, перемешивают 1,5 мин, полученный продукт помещают в печь с температурой 160 С и подвергают термообработке втечение 30 минут. Дальнейшая обработка -по примеру 1, Получают 41,7 г катионита(выход 83,4 ).Характеристики приведены в таблице.П р и м е р 4 (контрольный). Способполучения катионита осуществляют следующим образом. 50 г лигнина по примеру 2смешивают с 185 г 84-ной серной кислоты(соотношение 1:3,7), нагретой до 60 С, перемешивают 2,5 мин, полученный продуктпомещают в печь с температурой 200 С иподвергают термообработке в течение 40мин. Дальнейшая обработка - по примеру 1.Характеристики приведены в таблице,П р и м е р 5 (контрольный), Способполучения катионита осуществляют следующим образом, 50 г лигнина по примеру 2смешивают с 250 г 95 -ной серной кислоты(соотношение 1:5), нагретой до 75 С, перемешивают 1,5 мин, полученный продукт помещают в печь с температурой 180 С иподвергают термообработке в течение 12мин, Дальнейшая обработка - по примеру 1,Характеристики приведены в таблице.П р и м е р 6 (по прототипу), Способполучения сульфокатионита осуществляютследующим образом: 20 г высушенного технического гидролизного лигнина (фракцияразмером 0,5 - 1,0 мм) помещают на стеклянный фильтр и через него при перемешивании лигнина пропускают в течение 30 минутгазообразный ангидрид (расход ангидрида45 к весу лигнина, т,е, соотношение лигнина; сернистый ангидрид составляет 1:0,45).Полученный промежуточный продукт подвергают термообработке в течение 60 минпри 180 С, промывают водой и высушивают,1789528 Продолжение таблицы Способ осуществлен по примеру 1, но сульфирование вели неподогретой кислотой. Характеристики сорбента приведены в таблице.Как видно из анализа данных, приведенных в таблице, поставленная цель достигается при указанных параметрах Формула изобретенияСпособ получения катионита путем сульфирования гидролизного лигнина с последующей термообработкой полученного продукта при 160 - 180 С, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения ионообменпроцесса, Катионит, полученный по предлагаемому способу, обладает также адсорбционными свойствами, что подтверждается приведенными в таблице значениями ад сорбционной активности по йоду,ной емкости катионита, сульфирование осуществляют 87 - 95 -ной серной кислотой, нагретой до 75 - 100 С, при массовом соотношении гидролизного лигнина и серной кислоты соответственно 1;4 - 5, термообработку проводят 15-30 мин,