Способ получения анионита

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИОНИТА путем поликонденсации фенола алифатического амина и формальдегида в две стадии, от. л и ч a ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения сорбционных свойств анионита по отношению к органическим окрашенным соединениям и упрощения технологии процесса, на первой стадии осуществ ляют конденсацию фенола с формальдегидом в присутствии едкого натра при их молярном соотношении 1:

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

Г

Оий

leeL

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫЛИ (21) 3596501/23-05 (22) 27. 05. 83 (46} 30. 11 ° 84. Бюл. № 44 (72) В.А. Вакуленко, И.М. Старкова, Е.П. Кузнецова и Н.Г. Бородина (53} 661. 183. 128. 3(088.8) .(56) 1. Авторское свидетельство СССР № 204576, кл. С 08 J 5/20, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 667562, кл. С 08 G 14/06, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР № 114845, кл. С 08 С 14/06, 1952 (прототип) ° ! (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИОНИТА путем поликонденсации фенола алифатического амина и формальдегида в две стадии, о. т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения,SU „„1126576

yдй1 С 08 G 14/06 С 08 J 5/20 сорбционных свойств анионита по отношению к органическим окрашенным соединениям и упрощения технологии процесса, на первой стадии осуществ ляют конденсацию фенола с формальдегидом в присутствии едкого натра при их молярном соотношении 1:(2,02,3):(0,04-0,06) соответственно в среде органического растворителя— этиленгликоля или диэтиленгликоля, взятого в количестве 40-80 мас.Ж в расчете на массу реагентов, при

92-95 С и рН среды 7-8 в течениео

50-80 мин, а на второй стадии вводят алифатический амин, содержащий в своей структуре первичные аминогруппы, в количестве, соответствующем

1,4-1,5 моль аминогрупп,на.f моль фенола, 20

1 11265

Изобретение относится к получе-нию ионитов,-предназначенных для сорбции окрашенных примесей в производстве аминокислот и антибиотиков, при получении продуктов гидролитического разложения древесины, а также для сорбции гумусовых веществ из природных вод, и может быть использовано на предприятиях, микробиологического синтеза аминокИслот и антибиотиков, предприяти,ях по производству гидролизатов.

Известен способ получения анионита ИА-1р на основе ароматического амина и формальдегида в солянокис.лой среде (1) .

Ионит обладает хорошей сорбционной способностью к красящим веществам как естественного, так и искус ственного происхождения, но отличается недостаточной механической прочностью.

Конденсацией фенола, уротропина, формалина .в сернокислой среде полу . чают ионит ИА-3 (2) .

Ионит обладает хорошей избирательной сорбцией гумнновых. веществ иэ природных вод, но использование в качестве катализатора при его синтезе значительных количеств серной

30 кислоты приводит к преждевременному износу технологического,оборудования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения ионита АН-20 поликонденсаций полиэтиленамина с фенолом и формальдегидом. Конденсацию проводят в 2 стадии: на первой ста. дии первоначально нейтрализуют ами- ны 1,22 моль соляной кислоты, при 40 охлаждении добавляют фенол, формальдегид и при 55-60 С массу вццержи0 ваюь 2 ч. На второй стадии добавляют еще 0,24 моль соляной кислоты о и выдерживают массу при 70 С 5 ч. 45 . Отверждение массы до техмера ведут при 70 С; а сушку — при 100 С в те- чение 24 ч (3).

Способ получения отличается простотой технологического процесса, 50 но полученный ионит имеет низкие .сорбционные характеристики по окрашенным высокомолекулярньи веществам. Кроме того, использование в качестве катализатора больших коли-. SS честв соляной кислоты ведет к образованию кислых стоков на стадии отмывки;,. ионита и получения товарной формы.

76 2

Цель изобретения — увеличение сорбционных свойств анионита по отношению к органическим окрашенным соединениям и упрощение технологии процесса.

Поставленная цель достигается тем,. что согласно. способу получения, анионита путем поликонденсации фенола алифатического амина и формальдегида в две стадии, на первой стадии осуществляют конденсацию фенола с формальдегидом в присутствии едкого натра при их молярном соотношении 1: (2-2,3): (0,04-0,06) соответственно в среде органического растворителя - этиленгликоля или диэтиленгликоля, взятого в количестве 40-80 мас.7 в расчете на массу реагентов, при 92-95 С и рН среды

7-8 в течение 50-80 мин, а на второй стадии вводят алифатический амин, содержащий в своей структуре первичные аминогруппы, в количестве соответствующем 1,4-1,5 моль аминогрупп на 1 моль фенола..

Количество амина рассчитывается по .азоту титруемому-активному и берется в количестве 1,40-1.50 г-атом азота на 1 моль фенола. Введение большего количества амина мешает отверждению смолы. Особое значение имеет время прилива амина в конден-. сационной массе. Одновременное сме- шение всех компонентов приводит к вскипанию и расслоению массы вследствие реакции свободного фенола с аминами.. 2-часовая выдержка .кондеясационной массы приводит к сшивке образовавшихся фенолоспиртов .и отслоению воды. За оптимальное время выбрана приблизительно 1-часовая выдержка конденсацнонной массы, при этом в ней отсутствует свободный фенол, а содержание формальдегида 2,0-5,8Х. Количество парообраэователя составляет 40-80Х к общей конденсационной массе. Введение в реакционную массу порообразователя в количестве 40Х приводит к получению нонита с невысокой пористостью, а увеличение выше 80 — к ухудшению механических свойств сорбента.

Проведение реакции в нейтральной среде исключает кислые отходы производства и позволяет снизить коррозию технологического оборудования.

Использование в качестве порообраэователя полярных растворителей о с т. кип. выше 100 С (втиленгликоль," г.

Статическая обмен. емк. по 0,1 раствору HCI

Пористость1.

Сорбционная емкость рН первой промывной. Ионит по гумусовым вепо пигментам трипт,офана, Х воды ществам, мг/мп

По способу-прото,типу .

1,5 4,5

0,1

Нет,Ионосорбент ИА-1р

4,0

0,3

2,0

То же

2,0

Ионосорбент. ИА-3. Предлагаемый по примеру

5,0

0,6

7,0

7,О

0,8

0,4

790

6,5

1,5

1,2

3 . 11265 диэтиленгликоль) позволяет получить продукт с высокой пористостью (0,6-1,0 мл/мг), имеющую основное значение при сорбции гуминовых кислот из природньгх вод. Использование

5. в качестве алифатических алкиламинов, содержащих в своей структуре первичные аминогруппы, таких как полиэтиленполиамины, моноэтаноламин, диэтилентриамин, позволяет получить с ионит с высокими сорбционными свойст. вами по окрашенным примесям в аминокислотах. . Таким образом, предложенный способ обеспечивает получение макропористого ионита с высокими сорбционными свойствами до высокомолекуляр ным окрашенным веществам по простой технологии с минимальным коли.чеством отходов.

Пример 1. В реактор, снаб. женный обратным холодильником и: устройствами для перемешивания, замера температуры и охлаждения, загружают 94 г (1 моль) фенола, 162 г (2,0 моль) 37Х-ного раствора формальдегида, 169 г .(40,0X) этиленгликоля и 66,6 г (0,05 моль)

ЗХ-ного раствора едкого, натра. При непрерывном.перемешивании поднимают температуру до 92 + 5 С, выдеро живают при этой температуре ч, охлаждают конденсационную массу до 80 «+ 5 С и приливают 100 г полио ,этилекполиаминов (1,43 . г-атом азота активного). Выдерживают при И.

92 «+ 5 С 1,5 ч и ставят на отвержде-. а ние в. сушильный шкаф, нагретый до

76. .. 4

110 С. Сушку ведут при 110 С в течение 20 ч. Высушенную смолу подвергают дроблению и рассеву.

Пример 2 ° Последовательность операций та же, что и в примере 1, но количество 37Х-ного раст-. вора формальдегнда 186 г (2,3 моль), 3Х-ного раствора едкого натра

53,3 (0,04 моль), полиэтиленполиаминов 107 .r (1,50 r-атом азота активного), этиленгликоля 357 г (80Х), а время выдержки конденсационной массы s реакторе 2,5 ч.

Пример 3. Последовательность операций та же., что и в примере 1, но количество 37Х-ного раствора формальдегида 174 г (2,15 моль)

37.-ного раетвора едкого натра 80 r (0,06 моль), полиэтиленполиаминов

98,0 г (1,4 r-атом азота активного) этиленгликоля 261 r (60X), а время выдержки массы в реакторе 2,0 ч.

П р и м е.р 4. Последовательность операций та же, что и в примере 1, но вместо полиэтиленполиаминов используют. моноэтаноламин в количестве 87,3 г (1,43 моль}.

Пример 5. Последовательность операций та же, что и в примере 1, но вместо этиленгликоля используют диэтиленгликоль в количестве

169 г (40X}.

Свойства полученных образцов в сравнении с известными ионитами приведены в табл. 1.

Физико-химические свойства сорбента находятся на уровне известных ионитов или лучше (см. табл. 2). Та блица 1

1126576

Продолжение табл.1 рН первой промывной воды

Сор бционная емкость

Пористость

Йонит

0,8.0,5

6,8

7,0

0,4

0,7

7,0

7,0

0,4

0,5

7,0

7,0

Таблица 2

Сорбент

Показатели качества

Предлагаемый по, примерам

1 2

Емкость по органическим веществам, мг/мл

0,75 0,65 0,65

3 5 3 0 3 4

0,65

0,35

7,0

2,8

0,3-2 0,3-2 0,3-2 0,3-1,6

0,3-2

Окисляемость фильтрата после контакта с .кислотой,.мг кислорода/г

1,0

1,5

1,5 1,5

1,5

Осмотическая стабильность, %

95

95 95 " 95

Пористость, см /r

0,2

0,2

0,3 0,2

Нет

Составитель В Икртычан

Редактор Т. Колб Техред T.Ôàsóà Корректор А, ТНСКо

Заказ 8635/19 Тираж 468 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r . Ужгород, ул. Проектная, 4

Удельный объем, мл/г

Размер частиц, мм

Статическая обмен. емк. по 0,1 раствору HCI по пигмеи там триптофана, % по гумусовым веществам, мг/мл

6 прототиу и базоому объек.— ту

Ионосорбент ИА1р