Способ получения сульфокатионитов
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Ф
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Кл. 39с, 25, Заявлено ОЗ.I.1964 (№ 874499/23-5) с присоединением заявки №
Приоритет
Государственный комитет ло делам изобретений и открытий СССР
МПК С 08f
Опубликовано 29.Ч1.1965. Бюллетень № 13
Дата опубликования описания 20Х111.1965
УДК 678.746.22 — 134.
622 — 9=— 678 — 9 (088.8) Авторы изобретения
Г. К. Петрова, М. Г. Ковалева и А. Б. Пашков
Кемеровский научно-исследовательский институт химическо промышленности
Заявитель
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФОКАТИОНИТОВ
Подписная группа № 1бО
Известен способ получения сульфокатпонптов путем сульфирования сополимера стирала и дивинилбензола серной кислотой или олеумом с последующей обработкой готового катионита водными растворами хлоридов, сульфатов щелочных металлов.
В предлагаемом способе для получения сульфокатионитов с хорошими сорбционными свойствами и повышенной механической прочностью обработку готового катионита ведут водным раствором сульфата аммония.
Сульфировапие набухшего сополимера проводят серной кислотой. Сополимер предварительно подвергают набуханию B несульфпрующемся органическом растворителе (например в диоксане), взятом в количестве, недостаточном для полного набухания. Например, при полном набухании сополимера стирола и дивинилбепзола («сшивка» 8%) при комнатной температуре 1 г сополимера поглощает 0,8—
0,9 г дихлорэтана. При сульфировании полностью набухшего сополимера получают катионит, значительный процент гранул которого расколот на части и содержит легко видимые при небольшом увеличении трещины. Если для набухания затрачено только 0,3 — 0,5 г дихлорэтана на 1 г сополимера, то при сульфировании его 4 г серной кислоты с концентрацией 95 — 98% при 98 †1 С в течение 4—
6 час растрескивание гранул практически»е происходит.
Сульфированный сополнмер обрабатывают в среде сульфата аммония. Прп этом смолу получают в аммонийной форме, которую можно перевести в водородную плн натриевую обычным спосооом.
В качестве отходов производства получают отработагигую серную кислоту с концептраци10 ей 84 — 89% и раствор смеси сульфата и бисульфата аммошгя.
Этп побочные продукты используют для
1лавливaния аммиака из газов ко1 .Сохимических заводов илн для получения аммоннйных
15 удобрений путем нейтрализации растворов аммиака.
Содержащийся в отработанных кислотах дихлорэтан (0,01 — 0,1% ) является полезной примесью в получаемых удобрениях.
20 В итоге получают сульфокатионит со следующими показателями:
COE по 0,1 н. раствору хлористого кальция
4,3 — 4,78 нг ° экв(г;
ДОЕ по тому же раствору 1400 — 1623 лгг.
25 - экв/.г.
Механическая прочность, измеренная по способу измель гения гранул в шаровой мельнице 95 — 97%.
На фиг. 1 показана технологическая схема
30 сульфирования сополнмера H>SO4 и гидрата172494
45 ции катионита раствором сульфата аммония; на фиг. 2 — технологическая схема нейтрализации отработаш. ых кислот и получения сульфата аммония.
П р и мер. 6 кг дихлорэтана из меринка 1 (фнг. 1)» 12 кг сополимера загру>кают в аппарат 2 для набухания сополимера, забалчивают люк и включают мотор. Скорость вращения аппарата 15 об/лик. Через 4 час набухший сополпмер ссыпают в сульфуратор 8, где заранее приготовлено 48 кг 96 — 98 /о-ной серной кислоты. По окончании загрузки содержимое сульфуратора нагревают до 100-"С и выдерживают в течение 4 — 6 час. При этом через холодильник 4 из реакционной смеси отгоняется дихлорэтан, который собирается в сборнике 5. Сульфированный продукт сливают на фильтр б и с помощью вакуума через вакуум-приемник 7 отделяют отработанную серную кислоту.
Раствор сульфата аммония (содержание (NHg)SO 25 — 30О/о) готовят в реакторе 8 и через мерник 9 сливают на катионит. Через
20 — 30 мин раствор сульфата аммония (первую солевую промывку) собирают в сборник 10.
Лналогичцую обработку катионита производят егце дважды, при этом в сборниках 11 и
12 собирают вторую и третью солевые промывки.
После промывки катионита растворами сульфата аммония на фильтр подают воду и промывают продукт до нейтральной реакции по мстилоранжу.
Первые кислые промывные воды из сборника 13 используют для приготовления свежего раствора сульфата аммония, последующие слабокислые промывные воды сливают на станцию нейтрализации промышленных стояков.
Солевые промывки используют следующим образом.
Первую солевую промывку вместе с отработанной сернои кислотой отправляют для производства минеральных удобрений.
Вторую и третью солевые промывки последовательно загружают для гидрата ln;l следующей операции сульфокатионита, причем свежий раствор сульфата аммония используют только в качестве последней (третьей) промывки.
Смесь отработанной серной кислоты и первой солевой промывки в количестве 2 — 2,5 т на 1 т сухого катионита с содержанием 60—
70О/о H9SO, 8 — 12 /О аммопийных солей в пересчете на сульфат аммония и 0,01 — 0,1,,О дихлорэтана загру>кают в нейтрализатор 1 (фиг. 2) и нейтрализуют аммиаком до рН 7—
8. Расход аммиака 0,4 — 0,6 т. Нейтрализованный раствор сливают в кристаллоприемник 2, а потом в центрифугу > для отделения кристаллов сульфата аммония. Из центрифуги кристаллы сульфата аммония поступают в турбинную сушилку 4, а из нее на склад готовой продукции
Маточный раствор с содержанием 40 О/о (NH<) SO после центрифуги загру>кают в выпарной аппарат 5. После упаривания его охлаждают и вместе с нейтрализованным раствором загружают в кристаллоприемник 2, затем в центрифугу.
Общий выход сульфата аммония составляет 1,5 — 2 т на 1 т сухого катионита.
Предмет изобретения
Способ получения сульфокатионитов путем сульфирования сополимера стирола и дивинилбензола серной кислотой или олеумом с последующей обработкой готового катионита водными растворами электролитов, отличаюи1ийся тем, что, с целью получения сорбентов, обладающих хорошими сорбционными свойствами и повышенной механической прочностью, в качестве водного раствора электролита применяют водный раствор сульфата аммония.
172494
Рьг 3
Составитель Е. М. Лузянина
Редактор Л. А. Утехина Техред T. П. Курилко
Корректор Л. Е. Марисич
Заказ 1957/2 Тираж 875 Формат бум. 60><90 /, Объем 0,3 нзд. л, Цена 5 коп.
ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
Типография, пр. Сапунова, 2
