Способ получения анионита

Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 71 1 048(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИОНИТА Изобретение относится к получениюобесцвечиваюших анионообменных смол,используемых главным образом в гидролизной промышленности, а также в промышленности витаминов и антибиотиков.5Известны меламиноформальдегидныесмолы с добавкой гидрата окиси алюминия для повышения тепло- и светостойкости 11Известны также меламиноформальдегид- .ные смолы для разделения молибдена ирения, в которые введены эпихлоргидрини полиэтиленполиаминНаиболее близким по способу производства и назначению является анионит15АН31, Анионит АНявляется продуктом меламиноформальдегидной конденсации при соотношении 3,3-3,4 моль формальдегида на 1.моль меламина. Конденсацию проводят вначале в слабошелочнойили нейтральной среде (нейтрализация)формалина едким натром до рН 7-8), азатем в сильнокислой среде (36+2%-наясерная кислота),ЪГлавная область использования АН- очистка и обесцвечивание пентозного гидролизата, Оч.истка от серной кислоты и окрашивающих вешеств необходима для дальнейшей переработки пентозного гидро. лизата на ксилитан.Недостатками АН, полученного известным способом, являются невысокая емкость по кислотам, составляюшая 1,7- 2,0 мэкв/мл или 4,7-5,0 кэкв/г, низкая обесцвечиваюшая способность по красящим вешествам элюатов витамина В . и окси 12тетрациклина препятствующая его использованию в витаминной и медицинской промышленности, а также малая гранулометрнческая стойкость его зерен, чем определяется недостаточный срок службы при эксплуатации, составляюший 1-2 года вместо 5-8 лет для других ионитов,Цель изобретения - увеличение обменной емкости меламиноформальдегидного анионита и его обесцвечиваюшей способности с одновременным увеличением механической прочности,71 1048 Эта цель достигается проведением конденсации мелвмина с формал;.дегидом в присутствии кврбвмида и сульфата аммония, последний в кислой среде модифицирует метилольные производные меламина с образованием добавочного количества аминогрупп подобно реакции Канниха для ароматических соединений, Сульфат аммония вводят в пределах от 0,2 до 0,8 моль нв 1 моль меламина, карбамид - в количестве 0,01-0,1 моль на 1 моль меламинв, Введение менее 0,2 моль сульфата аммония дает слишком малый эффект, в введение более 0,8 моль отрицательно сказывается на механической прочности. Сульфат аммония удобнее вводить в виде раствора в 34-38%-ной серной кислоте, можно вводить и отдельно, одновременно с серной кислотой. Введение сульфата раньше кислоты приводит к помутнению массы, а введение сульфата после кислоты - к быстрому отверждению массы. Карбвмид, добавляемый с цепью пластификации ионита и снятия излишней хрупкости, вводят в формалин со слабощелочной реакцией в самом начале процесса конденсации до введения меламина (карбвмидные смолы, полученные в щелочной среде, обладают повышенной клейкостью). Введение карбамида в количествах менее 0,01 моль недостаточно эффективно, а в количествах более 0,1 моль снижает емкостные показ ат ели.Способ получения анионита состоит в следующем. 37/о-ный формалин нейтрализуют 42%-ным едким натром до рН=8,. добавляют карбамид и нагревают доо70+5 С, Далее растворяют в нем меламин, что занимает около 30 мин, На 1 моль меламинв берут 3,3+0,1 моль формальдегида, увеличение количества формвльдегида ухудшает кинетические свойства ионита, уменьшение - снижает механическую прочность и обесцвечивающую способность, Реакционную смесь охо.лаждвют до 60 и при интенсивном перемешивании в нее вливают раствор 36%-но серной кислоты, содержащий 1-1,2 моль серной кислоты и 0 2-0,8 моль сульфата аммония. Реакционную массу из реактора переводят в камеву отверждения, где отверждают при 70 С в течение 3 ч и сушат при той же температуре 16 ч, затем подвергаот дроблению и отмывке.П р и м е р 1, В реактор, снабженный обратным холодильником, устройствами для перемешивания, замера температуры, нагрева и охлаждения загружают 276 г(3,4 моль) 37%-ного формалина, добавляют несколько капель 42%-ного жидкого едкого натра, доводя рП реакционноймассы до 8, и всыпают 3 г карбамида(0,05 моля. После этого массу нагревают до 70 С и в нее загружают 126 го1(1 моль) меламинв, При 70-75 С и перемешивании растворяют меламин. Послеобразования прозрачного раствора его1 О охлаждают до 60 С и при интенсивномперемедивании в него вливают 349 граствора, содержащего 98 г (1 моль).серной кислоты и 77 г (0,58 моль) суль- фата аммония, Затем реакдионную массу15 из реактора сливают в противень и отоверждают при 70 С в течение 2/3 ч, измельчают до размеров кусков 20-40 мми подвергают термообработке в течениео1 6 ч при 70 С, После окончательного20 дробления получают 390 г фракции 0,3152,0 мм, которую замачивают 780 г воды на 1 ч. Затем жидкость отделяют отионита, получая 694 г ионита в товарнойформе с влажностью 48% и 476 г фильтрата, содержащего 20 г серной кислотыи 10 г сульфата аммония. Фильтрат может быть использован для приготовленияследующей порции раствора серной кислоты и сульфата аммония, Получающийсяпри дроблении в количестве 7-9% отход(ситовая фракция с размером частиц мельче 0,3 мм) может быть возвращен в процесс при конденсации следующей операпии. Пылевидную фракцию вводят сразупосле введения раствора серной кислоты.П р и м е р 2. Все условия полученияанионита и загрузки меламина и формалина такие же, как в примере 1. Еарбамидвводят в количестве 0,6 г (0,01 моль),40а также вводят 301 г раствора содержащего 99 г (1.01 моль) серной кислотыи 27 г (0,2 моль) сульфата аммония,Условия отверждения, предварительногодробления, термообработки, окончательного дробления, замачиввния и отделения отнастоя такие же, как в примере 1. Полуй чают 578 г ионитв в товарной форме свлажностью 45,5%,П р и м е р 3. Все условия полученияанионита и загрузка мелвмина и формали 50на такие же, как в примере 1. Еарбамидвводят в количестве 6 г (0,1 моль), атакже вводят 4-4 г раствора, содержащего 115 г (1,17 моля) серной кислоты и 105 г (0,8 моля) сульфата аммония, Условия отверждения, предварительного дробления, термообработки, окончательного дробления, звмачивяния и отделения от5 711048 6настоя такие же как вкак в примере 1. Поду- не отличающиеся от известного анионита чают 765 г ионита в товарной форме с и между собой.влажностью 49,9%.Полученные образцы - белые непрозрачные зерна размером 0,315-2,0 мм Предлагаемый Показатель Известный СОЕ по 0,1 н сернойкислоте мэкв/г 7,45 2,82 1280 5,96 7,70 мэкв/мл 1,94 2,47 2,78 1225 ДОЕ -"-, мэкв/л 1100 1200 Окисляемость фидьтрата,мг 0/л 3,75 3,95 3,70 3,83 Удельный объем набухшегов ОН-форме, мл/г 2.68 2,64 2,41 2,77 Механическая прочностьпо МИИ, % 97,1 98,6 97,4 97,6 Механическая прочность постальным шарам, % 95,1 96,5 95,2 96,2 Осмотическая стабильностьпо ГОСТ 17338-71, % 80 82 82 Обеспечивающая способностьпо бромфенолсинему,% 49,2 39,4 51,0 53,2 по красящим в-вам пентозного гидролизата % 82,7 79,3 по нативному р-ру окситетрацикдина, % 10,1 30,8 35,9 34,6 по гидролизату витаминаВ % 29,5 776 57,3 75,2 карбамида приводит к некоторому снижению расходных коэффициентов по меламину, формалину и серной кислоте. формула изобрете ния Технико-экономические преимуще ства предлагаемого способа выражаются в том, что за счет увеличения количества функциональных групп емкость анионита по кислотам увеличивается на 40-50%, при 45 чем это увеличение сопровождается повышением механической прочности и осмотической стабильности на 25-30%; повышается обесцвечиваюшая способность (почти в 3 раза) по красящим веществам гидролизата витамина Вчто создает возмож 2ность использования анионита в новых областях - промышленности витаминов и антибиотиков; несмотря на дополнительный расход сульфата аммония в количестве около 300 кг/т сухого анионита и карбамида около 30 кг/т себестоимость анионита несколько снижается, так как введение более дешевых сульфата аммония и Свойства полученных анионитов приве5 цены в таблице. 1. Способ получения анионита путем конденсации меламина с формальдегидом сначала в слабощелочной или нейтральной среде и далее в сильнокислой среде, о тлич ающи йс ятем, что,с целью увеличения обменной емкости, обесцвечивающей способности и механической прочности анионита, конденсацию осуществляют в присутствии карбамида и сульфата аммония, взятых в количестве, соответст,венно, 0,01-0,1 моль и 0,2-0,8 моль на ,1 моль меламина.711048 72. Способ по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что карбамид вводят внейтрализованный раствор формальдегидадо введения меламина, а сульфат аммонияиспользуют в виде раствора в серной кислоте 34-З 8%-ной концентрапии,Источники информации,принятые во внимание прн акспертизе 8 1. Патент США М 3786041,кл. 260-17,3 опублик. 1974. 2. Авторское свидетельство СССР М 379590 кл. С 08 О 12/40, 1968.3. Авторское свидетельство СССРМ 113130, кл, С 08 С 12/32, 1959Составитель В. МкртычанРедактор Л. Веселовская Танкред Н, Ьабурка Корректор 10. М акаренкоЗеиее 9592/14 Тираж 549 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, г.Ужгород, ул. Проектная, 4