Способ получения маслорастворимых солей каталитически активных металлов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистических

Республик t) 1004344 (6i) Дополнительное к авт. свид-вур g> з .

С 07 С 51/41. (22) Заявлено 04.04. 80 (21) 2907114/23-04 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 150383. Бюллетень ¹ 10 (ЩУДХ 547.295.

07(088 8) Дата опубликования описания 150383 (72) Авторы изобретения

Г.A. Ткаченко, Г.К. Кучеренко и A ..В. Макот

L %

Государственный научно-исследовательский и институт лакокрасочной промыв|пенност (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАСЛОРАСТВОРИМЫХ СОЛЕЙ .

КАТАЛИТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения маслорас.творимых солей каталитически активных металлов, которые используют в качестве сиккатнвов, катализаторов.

Известен способ получения маслорастворимых солей каталитическн активных металлов взаимодействием соответ-, ствующих органических кислот (канифоли, асидола, жирных кислот) с растворами щелочи (кальцинированная сода) с получением щелочной соли органической кислоты с последующей обработкой последней водным раствором, соли каталитически активного металла (кобальт, марганец, цинк ) в присутствии гидрофобного растворителя - уайт-спирита с получением водного, содержащего побочный продукт .— щелочную соль минеральной кислоты, и органического сло.ев и выделением из последнего целевого продукта (1).

Недостатками этого способа являются сложность очистки сточных вод (водного слоя), содержащих эмульгированные органические примеси и соединения дефицитного н высокотоксичного каталитическй активного металла, а также отсутствие возможности утилизировать побочный продукт из-за загрязненности указанными примесями. .Наиболее близким к предлагаемому .

5 по техническому решению является спо» соб получения маслорастворимых солей каталитически активных металлов взаимодействием соответствующих органы» ческих кислот (нафтеновой) с водным

10 раствором щелочи .25-27 . 5%-ной конS центрации в среде гидрофобного рйст ворителя — парафинового масла.с получением после разделения водного и органического слоев, последующей обработкой последнего. водным раствороМ

35 соли каталитически .активного. металла

61%-ной концентрации g получением после. разделения. водного, содержащего щелочную .соль .минерально| кислоты и органического слоев и выделением из

20 последнего .целевого продукта. 2 .

Недостатками известного способа являются:.большое количество сточных вод до 4,5-.6,0 .т на 1 т полученного продукта, содержащих 8-12 .r/ë ката25 литически активного металла, около

150 г/л побочного продукта - сульфата натрия и 1,7-2,0 г/л органических кислот и трудность очистки от указанных примесей, относящихся к разным

30 классам соединений, невозможность

1004344

В процессе, в.качестве органической45 кислоты, используют нефтяные, жирные кислоты растительных масел, канифоль,. а в качестве гидрофобного растворителя †. толуол, уайт-спирит, ксилол. добавление первой порции раствоРа соли 50 каталитически активного металла в количестве. 70-90% обусловлено тем, что при добавлении первой порции более

90% водный слой, подлежащий кристаллизации, будет загрязнен примесями, не .позволяющими .получать побочный продукт. требуемой. чистоты. Загрузка первой порции раствора соли менее

70% приводит к образованию суспенэий,,из которых водный слой .выделить практически невозможно. Предложенный спо 60 соб позволяет обеспечить охрану окружающей среды, т.е. сделать процесс .экономически полноценным за счет сокращения количества повторно используемых сточных вод,до 200-300 кг про- 65 I утилизации побочного продукта эа счет загрязнения органическими примесями и токсичными каталитически активными металлами.

Таким образом, потери со сточными водами на 1 т готового продукта составляют, кг:

Каталитически активные металлы 40-58

Нефтяные кислоты 8-10

Щелочная соль минеральной кислоты 70 О -80 О

Готовый продукт 30-55

Целью изобретения является охрана окружающей среды. 15

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения маслорастворимых солей каталитически активных металлов взаимодействием соответствующих органических кислот со щелочным агентом — сухой щелочью или ее водным раствором 42-48%-ной концентрации с получением в присутствии гидрофобного растворителя щелочной соли органической кислоты с последующей обработкой последней водным раствором соли каталитически активного металла 70-90% количеством от стехиометрии с получением после разделения органического и водного слоев, с последующей кристаллизацией последнего с получением щелочной соли минеральной кислоты в виде кристаллогидрата и.маточного раствора, а органический слой подвергают обработке 10-30% количеством от стехиометрии водного рас- 35 твора соли.каталитически активного металла.с получением органического и водного слоев,.с последующей подачей.последнего после объединения с маточным раствором на стадию приготовления водного раствора соли каталити-, чески активного металла,и выделением целевого продукта иэ органического» слоя. тив 4,5-6,0 т на 1 т полученного продукта, получать побочный продукт

99,8% чистоты, пригодный для утилиэ цин, который в известном способе в виду своей загрязненности не может быть утилизирован, а .также сократить содержание .каталитически активных металлов в сточных водах до 0,3-4,5 г/л против 8,9-9,7 г/л в известном способе, что .составляет 0,1-1,5 кг металла на 1 т готового продукта против 40-58 кг/т.

Пример 1. В стеклянном реакторе с мешалкой, обратным холодильником и термометром перемешивают при 90-95ОC 66,8 r (0,25 моль ) жирных кислот льняного масла 1к.ч.

210 мг КОН/г, 60 г уайт-спирита и

8 г (0,2 моль ) сухого едкого натра до полного растворения последнего.

Затем готовят 67,2 г водного раствора сульфата кобальта (0,1 моль

Со504), используя 31,8 r водного слоя предыдущего синтеза (содержание иона Со2 г/л). Загрузку водного раствора соли проводят в два этапа. Первую порцию раствора 53,8 г (80% от стехиометрического количества) загружают в течение 15-20 мин и смесь перемешивают 30 мин. После отстаивания реакционной смеси отделяют первый слой в количестве 55,7 г. Мешалку включают вновь и загружают остальное количество (20% от стехиометрии ) расгвора соли. Смесь перемешивают при

90 — 95 C 30 мин, после чего отделяют второй водный слой 12,3 r. Раствор маслорастворимой соли кобальта в ,уайт-спирите подвергают азеотропной сушке и фильтруют. Получают маслорастворимый раствор соли кобальта с со держанием металла в нем.6%. Первый водный слой (содержание иона

Со 0,02 г/л) направляют на.кристаллизацию..при 10 С..Получают 36,2 г влажного, сульфата натрия, содержащего кобальта менее 0,1%, который направляют на.утилизацйю..Маточный раствор первого. слоя и второй .водный слой с содержанием ионов,Со около 2 г/л и сульфата натрия 74 г/л направляют в следующий синтез для приготовления раствора сульфата кобальта с соответс(твующим пересчетом загрузки свежей соли. Общее количество возвратных сточных вод 31,8 r содержание иона

Со 2 г/л.

Пример 2. Синтез проводят аналогично примеру 1 при тех же мольных соотношениях компонентов, но вместо жирных кислот льняного масла используют нефтяные кислоты, а вместо сульфата кобальта — сульфат никеля.

Количество загружаемой нефтяной кисЛоты (к.ч. 223 мг КОН/г) составляет 139,2 г, толуола 228 r, раствора едкого натра 43 r (46,5Ь-ный техни1004344

Формула изобретения

Куликова ра Корректор Е. Рошко

Заказ 1788/29 Тираж 416 Подписное

ВНИИПИ 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 э ческий). На стадии обменной реакции к щелочной соли нефтяных кислот до- бавляют 123 г раствора соли никеля ,90% от стехиометрии ).После обменной реакции проводят кристаллизацию первого водного слоя (содержание ионов

К1 0,05 г/л) при 10ОС, получают 100 r влажного сульфата натрия. Затем добавляют 13,6 г (10% от стехиометрического количества) раствора сульфата никеля, По окончании обменной реак- )0 ции отделяют второй водный слой. Общее количество водного слоя, направляляемого на приготовление раствора сульфата никеля для последующего синтеза, составляет 42 г,. содержание ионов Nl в этой воде 4,2.г/л. Содержание металла в готовом продукте (НФ-9) 5%.

Пример 3. Синтез резината цинка проводят аналогично примеру 1 при тех же мольных соотношениях ком-. понентов. В качестве. органической .кислоты используют канифоль. На первой стадии получают канифольное мыло, для чего загружают. 86,5 г канифо-25

; ли (к.ч. 162 мг КОН/r), 17,4 r 46%ного раствора едкого натра и 70 г ксилола. Для проведения обменной реакции готовят 98,7 г раствора серно кислого цинка, используя 38 г воз-, вратной воды (содержание ионов Zn

4,5 г/л). Количество водного раствора сернокислого цинка для первой загрузки 69 г (70% от стехиометрического ,количества ). После кристаллизации при 10ОC получают 18,2 г влажного сульфата натрия и водный слой 53,4 r с содер-. жанием ионов Zn 0,08 г/л. После добавления (30%7)20,7 r раствора сернокислого цинка доводят обменную реакцию до конца, отделяют второй водный 4О слой. Общее количество возвратной воды 38 r с содержанием ионов

Zn 4,5 г/л.

Пример 4. Синтез проводят аналогично примеру 1. В реактор загру- 45 жают 147 r (0,64 моль) нефтяных. кис-, лот (к.ч. 245 мг/г), 156 r уайт-спирита и 44,1 r (0,51 моль), раствора едкого натра с концентрацией 46,5%.

Нд стадии обменной реакции готовят у

120,6 r водного раствора сульфата марганца (0,255 моль 14п50. ), используя 91 r водного слоя .предыцущего синтеза (содержание иона М 0,35 г/л).

Сначала загружают 96,5 г раствора сульфата марганца (80% от стехиометриСоставитель Н

Редактор A . Химчук Техред И.Кошту ческого количества).Из водного слоя кристаллизацией при 20 С отделяют 33 r йа2S04 10 Н О. Затем к органическому слою добавляют 24,1 г раствора сульфата марганца (20% от стехиометрического количества) и отделяют второй водный слой.

Готовый продукт — сиккатив НФ-3 содержит активного металла 5,9%. Общее количество. воды (маточный раствор и второй водный слой) 91 .r. Содержание марганца в воде 0,35 г/л.

Способ получения маслорастворимых солей каталитически активных металлов взаимодействием соответствующих органических кислот со щелочным агентом в присутствии гидрофобного растворителя с получением щелочной соли органической кислоты, с последующей обработкой последней водным раствором соли каталитически активного металла с получением после разделения водного и органического слоев и выделением иэ последнего целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью охраны окружающей среды, в качестве щелочного агента используют сухую щелочь или ее водный раствор

42-48%-ной концентрации, а обработку водным раствором соли каталитически активного металла ведут "сначала 7090% количеством от стехиометрии с по» лучением органического и водного слоев, с последующей кристаллизацией последнего с получением щелочной соли минеральной кислоты в виде кристаллогидрата и-.маточного раствора, а органический слой:подвергают обработке 10.30% количеством.от стехиометрии водного раствора соли каталитически активного металла с получением органического и водного слоев с последующей подачей последнего, после объединения с маточным раствором, на стадию приготовления водного раствора соли каталитически активных металлов.

Источники информации-, принятые во внимание при экспертизе

1. Дринберг А. Я. Технология пленкообразующих веществ. Л., Госхимиэ-. дат, 1955, с 194-200.

2. Патент США 9 2139134, 106-310, 1934 (прототип).