Способ получения ионитов

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11895489(5М. Кд. В 01 Л 20/20 тосунарстеенный комитет Опубликовано 07,01.82, Бюллетень 1 по далем изобретений и открытий(53) УДК 661.183. .12 (088. 8) Дйта опубликования описания 07,0 1. 82 ФГ,Ш.Папава и Т.Г,ЛбашидзеМ.(5 Й) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ, ИОНИТОВ Изобретение относится к способуполучения ионитов, преимущественно сильнокислотных катионитов, и может быть использовано в сорбционных процессах,Известен способ получения сильно- кислотного катионита, заклюцающийся в том, что природный рабдописсит сначала хлорируют, затем фенилируют и сульфируют олеумом 1,11.Недостатком способа является многостадийность процесса.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения ионитов, включающий обработку углеродсодержащего сырья, например рабдописсита, хлором с последующим сульфированием модифицированного продукта 21.Недостатком известного способа является многостадийность процесса и снижеиие адсорбцизнных характерис" тик ионита за счет того, цто при сульфировании рабдописсит крошитсяи теряет свою механическую прочностьЦелью изобретения является упрощение процесса без снижения адсорбционных характеристик ионита.5Поставленная цель достигается опи"сываемом способом получения ионитовпутем обработки углеродсодержащегосырья, например природного смоляногоугля, реакционным агентом,При этом ос целью получения катионита природный смоляной уголь обрабатывают хлор.сульфоновой кислотой в инертном растворителе в присутствии катализаторапри нагревании с целью получения т 5анионита природньй смоляной угольперед обработкой подвергают галоидированию, а обработку ведут аммиакомили диметиламином при нагревании.20По предложенному способу в каче"стве исходного материала используютобогащенный концентрат природногорабдописсита Ткибульского месторождения ГССР со следующими основнымихарактеристиками: уд.вес, -1,131,15, влажность 3-6, зольность8-103, растворимость (экстрагируемость) в бензоле - 0,5-0,8 у. Исходный продукт размягчается толькопри быстром нагревании при 360-370 С,разложение замечается в неэначитель"ной степени после 300 С и заметно усиливается после 370 С,Крепость по шкале Проторьяковасоставляет 35-ч 5. Элементный состав безэольной массы, 3: С - 78-79,Н - 85,-9,0, О - 10-11, Н - 0,71,0 , 5 - 0,1-0,5.Удельное объемное сопротив.пениео3,5 10 см.см. Химическая стсйкостьобработка 20/-ным МаОП в течение2 ч при 102 С дает потерю в массе 1,755;, 15-ной НС 1 в тех же условиях - 65 у, В обоих случаях потеряв весе обусловлена таким же процентомснижения зольности испытуемого образца рабдописсита.При получении катионита необходимость и достаточность обработкисмоляного угля хлорсульфоновой кислотой в инертном растворителе в присутствии катализатора при нагреванииобусловлена тем, что при обработкев отсутствии катализатора статическаяобменная емкость катионита по 6,1 н,раствору МаОН равна нулю, при обработ"ке в отсутствии катализатора и безинертного растворителя зернистая структура исходного материала разрушаетсяи превращается в порошок, а статическая обменная емкость составляет12-мг-экв/г при обработке в присут"ствии катализатора, но без инертногорастворителя статическая обменнаяемкость катионита по 0,1 н, раствору МаОН составляет 2,1 мг/экв/г, азернистая структура исходного материала разрушается,П р и м е р 1 . 10 г природногосмоляного угля - рабдописсита с размерами зерен 1 -2 мм помещают в трехгорлую колбу, снабженную механиче.коймешалкой, термометром и обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой,Заливают 250 мм сухого толуола ивносят 25 мл хлорсульфоновой кислоты.Реакцию ведут в присутствии катализатора А 1 С 1 при нагревании в течение 5 ч. Колбу помещают в силиконовую баню и температуру постепенноподнимают до 60 С. В дальнейшем реакцию ведут при этой температуре втечениеч. По истечении укаэанного15 20 времени реакционную смесь фильтруют через стеклявный фильтр 111 и затем тщательно промывают сначала подкисленной соляной кислотой, водой, а затем дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод, Полученный таким путем продукт сушат в вакууме при 60 С.Статическая обменная емкость катионита по 0,1 н, раствору МаОНсоставляет 3 мг-экв/г.П р и м е р 2. Природный смоляной уголь подвергаюг галоидированию, полученный хлорированный природный смоляной уголь : содержанием хлора 153 в количестве 10 г помещают в толстостенную колбу, заливают 50 мл концентрированной аммиачной воды,качестве катализатора берут 1 г медного купороса. Колбу эакупоривают и помещают на кипящую водяную баню. Реакцию ведут в продолжение 5 ч,периодически встряхивая содержимоеколбы. По истечении укаэанноговремени реакционную смесь фильтруютчерез стеклянный фильтр 1 Г 1 и промывают водой, Затем обработку ведут205-ным водным раствором ИаОН в продолжении 3- ч при 80-90 С, фильтруют, промывают водой до удаления С 1- ионов и сушат в вакууме при 60 С,Статическая обменная емкость полученного анионита по 0,1 н. раствору НС 1 = 15 мг-экв/г.35П р и и е р 3. Природный смолянойуголь подвергают галоидированию,полученный хлорированный рабдописситс содержаниет хлора 152 в количестве 10 г помещают в ампулу и эаливают 50 мл диметиламина, Ампулу эапаивают и помещают на водяную баню.Реакцию ведут при температуре кипенияводы в продолжении 5 ч. По истеченииукаэанного времени реакционную смесьфильтруют и промывают. водой, Затем 45 обрабатывают 207.-ным раствором ИаОНпри 90 С в продолжении 1 ч, Реакционную смесь фильтруют и промываютводой до нейтральной реакции промывных вод и высушивают в вакууме при 5 О 60 оС. Аналогично ведут реакцию с триэтиламином.Статическая обменная емкостьпо 0,1 н,раствору НС 1 = 10 мг-экв/г.Таким образом, предложенный способ 55 позволяет упростить процесс за счетего осуществления в мягких условияхисключения стадии термической обработки угля, исключения использования5489 89 Составитель Н,СавенковаРедактор Л,Утехина Техред Л. Пекарь Корректор Л.Шеньо Заказ 11540/10 Тираж 576 ПодписноеВНИИПИ Государственного кбмитета СССРпо делам изобретений и открытий113035 Иссква, ЖРаушская наб., д. 4/5 филиал ППП йатент г.Ужгород, ул.Пр оектная,химически агрессивного газа-хлора и расхода бензола. При этом обменная емкость катионита, полученного предложенным способом, составляет 3 мг-экв/г (против 1-1,5 мг-экв/г по известному способу), а обменная емкость анионита, полученного предложенным способом, не снижается.формула изобретения1. Способ получения ионитов, включающий обработку углеродсодержащего сырья реакционным агентом, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса без снижения адсорбционных характеристик ионита, в качестве углеродсодержащего сырья используют природный смоляной уголь.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью полу 6чения катионита, природный смолянойголь обрабатывают хлорсульфоновойкислотой в инертном растворителе вприсутствии катализатора при нагре 5 ванин.3. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью получения анионита, природный смолянойуголь перед обработкой подвергают га 10 поидированию, а обработку ведут ам"миаком или диметиламином при нагревании.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе15 1. Авторское свидетельство СССРИ 332046, кл. С 01 В 31/16, 1972,2, Авторское свидетельство СССРУ 689945, кл, С 01 В 31/16, 1976