Способ получения основного хлорида хрома

О П И С А Н И Е (и 945078ИЗОБРЕТЕ Н ИЯК, АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскннСоциапистичвскинреспублик(51)М. Кл. С 01 С 3 Р 04 с присоединением заявки М(23) ПриоритетРкудеретеааый кемнтет СССР ав делам нзоервтеннй и втнрытв 11(54), СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСНОВНОГО ХЛОРИДА ХРОИА 1Изобретение относится к способам получения основного хлорида хрома, применяемого в химической промышленности при получении водоотталкивающих препаратов для производства кож, мехов и т,д.Известен способ получения основного хлорида хрома, заключающийся в восстановлении растворимых соединений шестивалентного хрома (бихро-: мат натрия, хромовый ангидрид) органическими восстановителями в присутствии соляной кислоты и сушке полученного раствора основного хлорида хрома распылением 1 1.Недостатком этого способа является образование в качестве побоч-. ного продукта (25-29 от общего веса) хлорида натрия (в случае использования в качестве исходного сырья бихромата натрия), вследствйе чего последний может применяться только там, где влияние хлорида натрия не учитывается. 2Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигае"мому результату является способ получения основного хлорида хрома, заключающийся в двухстадийном восстановлении без подвода тепла хромовогоангидрида в водном растворе (концентрации 350 г/л) органическимвосстановителем (глюкоза, сахароза,глицерин и др.), вводимые на 1-юстадию в количестве 604 от теоретически необходимого на восстанов".ление хрома У 1 до хрома 111, а остальное количество восстановителявводится на 2-ю стадию в смеси с соляной кислотой. Смесь восстановителя и соляной кислоты вводят в течение 45 мин. Реакционную массузатем нагревают и выдерживают в 20 течение 30 мин. Получаемые таким образом растворы основного хлорида хрома высушивают методом распыления 121,Суммарный расход восстановителясоставляет 112- 128 против теорети 3 94чески необходимого, например, пореакциям8 СгОЗ+С,НщО+16 НСР=ЗСг(ОН) СР ++ЗСОФ+5 НО (2) Недостатком известного способаявляются повышенный расход восстановителя и сложность процесса вследствие необходимости приготовлениясмеси восстановителя и соляной кислоты, и в связи с этим трудность пос"ледующей корректировки основностиполучаемых растворов,Целью изобретения является сокращение расхода восстановителя иупрощение процесса.Поставленная цель достигаетсяполучением основного хлорида хрома,заключающимся в двухстадийном восстановлении хромового ангидрида исходной концентрации 400-800 г/л при80-100 оС в водном растворе органичес"ким восстановителем в присутствиисоляной кислоты, причем на первуюстадию вводят 30-603 кислоты от общего теоретически необходимого .количества на заданную основность и полученный основной хлорид хрома выделяют из раствора.Восстановитель и соляную кислотувводят раздельно, причем кислотувводят после восстановителя.Технология способа состоит в следующем.Готовят водный раствор хромовогоангидрида с содержанием последнего400-800 г/л. Для восстановления хрома Ч используют органические восстановители, продуктом окисления которых являются СО и НО, Восстановление ведут в две стадии: на 1-й стадии при 80-1 ООоС в начале 20-25 минвводят восстановитель в количестве40-603 от теоретически необходимогопо уравнениям (1) и (2), заканчиваяпроцесс на этой стадии введениемсоляной кислоты в количестве 30-60 .от необходимого на заданную основностьНа второй стадии при указаннойниже температуре в реакционнуюсмесь вводят остальное количество.соляной кислоты на заданную основность и восстановителя до полноговосстановления хрома Ч 1. Продолжительность введения реагентов на 2-йстадии составляет ф 20 мин. Получен 50 55. основностью 38 вместо 333. 5 10 20 5 36 35 45 ный раствор основного хлорида хрома подвергают сушке.Оптимальность концентрационных пределов 400-800 г/л СгО обусловлена тем, что при концентрации ниже нижнего предела повышается расход восстановителя; повышение же концентрации выше верхнего предела приводит к резкому загустеванию реакционной массы, и, как следствие, к резкому ухудшению ее перемешивания, что ведет к повышению расхода восстановителя, Кроме того, при концентрации выше верхнего предела пррцесс восстановления протекает бурно с сильным вспениванием, образованием побочных продуктов (хлористого хромила, хлора), что ведет к получению раст- вора целевого продукта с основностью выше заданной.Выбор температурных параметров в пределах 80-1 ОООС обусловлен тем, что снижение температуры ниже нижнего предела не обеспечивает полноты окисления восстановителя, и, как следствие, приводит к повышенному его расходу; повышение .температуры выше верхнего предела усложняет ап" паратурное оформление процесса,Оптимальность выбранных количественных пределов дозирования соляной кислоты на 1-й стадии подтверждается тем, что снижение расхода кислотына этой стадии ниже нижнего предела не обеспечивает растворение продуктов восстановления хрома Ч 1, образующихся при введении восстановителя в отсутствие кислоты, приводит к повышенному расходу восстановителя и не обеспечивает оптимальной скорости процесса восстановления на 2-й стадии при введении восстановителя; повышение расхода соляной кислоты выше верхнего предела вызывает бурное протекание процесса (сильное вспенивание) на 2-й стадии, сопровождающееся протеканием побочных реакций, проводящих к потерям хрома и соляной кислоты (хлористый хромил хлор), и,как следствие, к получению целевогопродукта с основностью выше заданной. Так, при увеличении расходасоляной кислоты до 803 от необходимого количества по реакции (2),получали основной хлорид хрома с При соблюдении указанных параметров процесса достигается спокойное. течение процесса, полное вос5 94 становление хрома М до хромапри минимальном, близком к теоретически необходимому (110- 1054) расходе восстановителя, и получение целевого продукта со строго заданной основностью.По сравнению с известным предлагаемый способ упрощается так как исключается необходимость приготовления смеси восстановителя и кислоты.П р и м е р 1. В стеклянном реакторе с мешалкой и обратным холодильником емкостью 0,5 дм готовят водный раствор хромового ангидрида, содержащий 400 г/л СгОЗ, путем растворения 91,4 г 9853-ного хромового ангидрида.На первой стадии восстановления полученный раствор хромового ангидрида нагревают до 90 С, затем в него вводят 28,2 г 363-ного раствора формальдегида, что составляет 50 против стехиометрицеского количества по уравнению (2). По окончании введения формальдегида дозируют 87,4 г 37,63-ной соляной кислоты, что составляет 504 против стехиометрицеского количества по уравнению (2)На второй стадии притой же температуре вводят 309 г формальдегида до полного восстановления Сг Ч. Суммарный расход формальдегида составляет 59,1 г, что соответствует 105 против стехиометрицеского количества по уравнению (2). По оконцании введения формальаегидд вводят втОрую порцию 37,6 Ф-НОЙ соляной кислоты в количестве 87,4 г из,расчета получения целевого продукта с основностью 304.Полученный раствор основного хлорида хрома с содержанием 11,3 ь Сг . и 163 С 0 и основностью 30,93 высушивают, получая целевой продукт с содержанием 27,13 Сг, 38,6 СРи основностью 30,33.П р и м е р 2. Готовят водный раствор хромового ангидрида, содержащий 600 г/л СгО, путем растворения 91,4 98,5-ного хромового ангид". рида.На первой стадии восстановления полученный раствор хромового ангидрида нагревают до 80 ОС и ведут восстановление 404-ным раствором глюкозы, взятом в количестве 25,3 г, что составляет 60 против стехиометрицеского количества по уравнению (1), 5078 6 По окончании введения глюкозы вводят 94,4 г 37,6-ной соляной кислоты, цто составляет 60 против стехиометрицеского количества по уравнению(1). Ка второй стадии при тойже температуре вводят 29,4 г глюкозыдо полного восстановления Сг Ч.Суммарный расход глюкозы составляет54,7 г , что соответствует 108против стехиометрического количествапо уравнению (1). Затем вводят вторую порцию 37,6-ной соляной кислоты в количестве 63,0 г из расчетаполучения целевого продукта с основнэстью 403. 5 10 15 Полученный раствор основного хлорида хрома с содержанием 17,8 Сг,21,83 СР и основностью 40,13 высу 20 шивают, получая готовый продукт ссодержанием 30,63 Сг, 37,М СФ иосновностью 40,23.П р и и е р 3. В реакторе емкостью 1,5 м готовят водный раствор25 хромового ангидрида, содержащий800 кг/м СгО, путем растворения350 кг 99,53-його хромового ангидрида,На первой стадии восстановленияЗо полученный раствор нагревают .до100 С и вводят 0,0959 м 373-ногораствора формальдегида, цто составляет 504 против стехиометрическогоколичества по уравнению (2). По окон"цании. введения формальдегида вводят222,3 кг 36-ной соляной кислоты,цто составляет 30 против стехиометрицеского ко.1 ицества по уравнению (2).4 О На второй стадии при этой же .температуре вводят формальдегиддо полного восстановления Сг Ч вколичестве 0 1012 мз. Суммарный рас.ход последнего составил 0,2071 м,цто соответствует 108 ь против стехиометрического количества по уравнению (2),Затем вводят вторую порцию 363-нойсоляной кислоты в количестве 518,7 кгиз расчета получения целевого про 50дукта с основностью 30 ьоВ табл. 1 представлена зависимость расхода формальдегида от концентрации хромового ангидрида притемпературе восстановления 80 ОС;в табл. 2 - зависимость расходаформальдегида от температуры процес"са при концентрации раствора хромового ангидрида 400 г/л;, в табл. 3945078 81-ю стадию восстановления при температуре восстановления 80 оС.Т а б л и ц а 1 зависимость расхода формальдегида от дозирования соляной кислоты наПримечание Заданная Полученна 29,8 120250 30,0 350 30,0 30,3 115 30,1 400 30,0 110 600 29,9 105 30,0 40,0 40,0 800 110 40,0 40,3 850 40,0 900 57,1 120 То же 40,0 1000 Табли ца 2 Пример,ЮПримечание РасходФормальдегида,Ф от стехиометрического Заданная Полученная 130 60 О,0 5 120 7 0 08 40,106 9 Бурное вспениваниереакционной массы 105 30 0,0 же 1 2 3 Концентрация хромового, ангидрида,г/л Температура восстановления,Расход фор" мальдегида,от стехиометрического 115 Загустевание реакционной массы 118 Образование трудноперемеаиваемой массыОсновность целевого продукта, 4 Примечание КоличестРасход формальдегида,ь от стехиометрического во соляной кислоты, 4 Заданная Полученная Концентрация раствора хромового ангидрида ФОО г/л 80 33,0 38,0 109 Сильное вспенивание реакционной массы 112 20 30,0 30,2 Плохое расвторение реакционноймассы на 1-й стадии 30,0 30 30 0. 30.0 50 107 30,3 108 60 305 Концентрация раствора хромового ангидрида 800 г/л Бурное вспенивание реакционноймассы 80 30,0 37,0 30,0 20 30,7 30 30,0 107 30,0 30,3 106 50 30,0 1 О 60 Формула изобретения евве вфвт гоПолученный раствор основного хлорида хрома с содержанием 11,8 Сг и 16,963 СВ и основностью 29,7 Ф ва-. суаивают, получая готовый продукт с содержанием 30,1 Сг, М 2,71 В СВ и основностью 30,64.Экономический эффект от реализации способа складывается из сокращения расхода восстановителя и упрощения процесса.Использование основного хлорида хрома; например в производстве хромолана - водоотталкивающего средства, позволит упростить процесс его получения, улучшить условия труда и исключить образование твердого отхода,,загрязненного хромом. Экологическийэффект от ликвидации отходе в про"изводстве хромолана составит3 млн. руб/год. Способ получения основного хлорида хрома, включающий двухста" дийное восстановление хромового ангидрида в водном растворе органическим восстановителем в присутствии соляной кислоты на второй ста-.Заказ 5246/29 Тираж 509 Подписное ОНИИРИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 11дии и последующее выделение продукта из его раствора, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что, с целью сокращения расхода восстановителя и упрощения процесса, двухстадийное восстановление ведут при 80-100 дС и исходной концентрации хромового ангидрида 400-800 г/л а соляную кислоту вводят также на первую стадию в количестве 30-604 от общего теоретически необходимого количества на заданную основность. 122. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что восстановитель и соляную кислоту вводят раздельно, причем последнюю вводят после восстановителя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе