Способ получения безводного формиата стронция


 


Владельцы патента RU 2564858:

Закрытое акционерное общество "ЭКОС-1" (RU)

Изобретение относится к способам получения формиатов щелочноземельных металлов, а именно безводного формиата стронция. Способ получения безводного формиата стронция осуществляют взаимодействием муравьиной кислоты и кристаллического карбоната стронция. Способ включает упаривание реакционной массы и сушку выделенного целевого продукта, при этом карбонат стронция добавляют к 12-14%-ному водному раствору муравьиной кислоты порциями со скоростью 10-50 г/мин с интервалом 10-30 мин между порциями при температуре 25-40°C, при этом муравьиную кислоту используют в 10-20%-ном избытке от стехиометрии, а реакционную массу после добавления карбоната стронция упаривают, охлаждают при перемешивании и фильтрацией отделяют выпавшие кристаллы, которые промывают насыщенным, предварительно очищенным водным раствором формиата стронция, отжимают и сушат при 130-150°C. В результате достигается возможность получения высокочистого безводного формиата стронция и создание технологичного способа его получения. 3 пр.

 

Изобретение относится к способам получения формиатов щелочноземельных металлов, в частности безводного формиата стронция, который в виде особо чистого продукта может быть применен для получения конденсаторных материалов, высокотемпературных сверхпроводников, в керамике и других высокотехнологичных отраслях техники.

Известен способ получения формиатов щелочных и щелочноземельных металлов, который относится к анионообменному методу получения солей карбоновых кислот (см. патент US №6492551, C07C 53/02, 10.12.2002).

Однако данный способ не содержит примеров получения формиата стронция.

Известен другой способ получения формиатов щелочноземельных металлов, в основе которого лежит реакция взаимодействия моноокиси углерода с гидроксидами щелочноземельных металлов (см. патент GB №363788, 31.12.1931).

В данном способе получения формиатов щелечноземельных металлов реакцию проводят при повышенной температуре (порядка 180°C), повышенном давлении (4-40 кг/см2) и в присутствии формиатов щелочных металлов (10-30 весовых частей на 100 весовых частей используемого гидроксида щелочноземельного металла). Исходными продуктами являются: газообразная моноокись углерода как таковая либо газовая смесь, содержащая моноокись углерода, гидроксиды щелочноземельных металлов, вводимые в реакцию в виде твердых продуктов либо в виде продуктов, содержащих воду, и формиаты щелочных металлов, играющие роль промоторов основной реакции.

Однако данный способ, как и предыдущий, рассмотрен на примере получения только формиата кальция и не содержит конкретных сведений по получению формиата стронция.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и получаемому результату является способ получения формиата стронция, в котором формиат стронция состава Sr(HCOO)2 получают взаимодействием карбоната стронция с 50%-ной муравьиной кислотой, затем упаривают до выделения кристаллов Sr(HCOO)2·2H2O и нагревают до 130°C для полного удаления воды (см. Zapletal V., Ledlicka J., Ruzicka V. Chem. listy. 1956. N. 9. S. 1406-14092).

Однако данным способом не представляется возможным получение безводного формиата стронция высокой степени чистоты.

Кроме того, данный способ не технологичен и не обеспечивает требуемую безопасность производства, поскольку в процессе синтеза при реализации данного способа получения идет процесс неконтролируемого интенсивного выделения диоксида углерода.

Задачей изобретения является устранение указанных выше недостатков.

Технический результат заключается в том, что достигается возможность получения высокочистого безводного формиата стронция и создание технологичного способа его получения.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ получения безводного формиата стронция взаимодействием муравьиной кислоты и кристаллического карбоната стронция включает упаривание реакционной массы и сушку выделенного целевого продукта, при этом карбонат стронция добавляют к 12-14%-ному водному раствору муравьиной кислоты порциями со скоростью 10-50 г/мин с интервалом 10-30 мин между порциями при температуре 25-40°C, при этом муравьиную кислоту используют в 10-20%-ном избытке от стехиометрии, а реакционную массу после добавления карбоната стронция упаривают, охлаждают при перемешивании и фильтрацией отделяют выпавшие кристаллы, которые промывают насыщенным, предварительно очищенным водным раствором формиата стронция, отжимают и сушат при 130-150°C.

В ходе проведенных исследований было установлено, что существенное влияние на величину выхода и чистоту получаемого безводного формиата стронция оказывают количественное соотношение исходного сырья, а также временные и температурные режимы смешения исходных реагентов.

Было установлено, что наиболее оптимальным является получение безводного формиата стронция при температуре 25-40°C. При температуре ниже 25°C замедляется скорость взаимодействия муравьиной кислоты с карбонатом стронция и уменьшается выход особо чистого безводного формиата стронция. Увеличение температуры реакции выше 40°C приводит к сильному вспениванию реакционной массы, вызванной интенсивным выделением образующегося газообразного CO2.

Кроме того, существенное значение имеют условия смешения исходных реагентов, а именно поддержание определенной скорости добавления кристаллического карбоната стронция к раствору разбавленной муравьиной кислоты (10-50 г/мин) при соблюдении определенного интервала (10-30 мин) между добавлением последующей порции. Добавление стронция карбоната к муравьиной кислоте с экспериментально подобранной скоростью и определенным временным интервалом между порциями позволяет предотвратить сильное вспенивание реакционной массы, которое имеет место при добавлении реагента со скоростью выше 50 г/мин из-за интенсивного выделения образующегося в процессе реакции газообразного диоксида углерода. Снижение скорости добавления стронция карбоната (ниже 10 г/мин) приводит к значительному замедлению реакции и уменьшению выхода чистого безводного формиата стронция.

Для ускорения процесса и обеспечения полноты прохождения реакции взаимодействия карбоната стронция и муравьиной кислоты последняя вводится с 10-20%-ным избытком от стехиометрии (в расчете на безводную кислоту).

В качестве исходного сырья используется разбавленная муравьиная кислота, предпочтительно 12-14 масс.%. Выбор данной концентрации муравьиной кислоты обусловлен тем, что в случае применения кислоты с концентрацией более 14 масс.% происходит преждевременное выпадение кристаллов формиата стронция уже на стадии синтеза, что обусловлено растворимостью образующегося формиата стронция и приводит к снижению качества и выхода продукта. При уменьшении концентрации муравьиной кислоты (ниже 12 масс.%) процесс взаимодействия реагентов замедляется.

Предлагаемый способ также содержит стадии выпаривания и очистки формиата стронция, а именно кристаллизацию и промывку кристаллов, которые осуществляются в определенной последовательности, что обеспечивает получение безводного формиата стронция особой чистоты.

В результате синтеза получается формиат стронция в форме его дигидрата - Sr(HCOO)2·2H3O.

Заключительной стадией предлагаемого процесса является стадия сушки кристаллов дигидрата формиата стронция, Sr(HCOO)2·2H2O при 130- 150°C для полного удаления воды.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

В стеклянный стакан заливают 370 мл дистиллированной воды, добавляют 40,3 мл (49,5 г) муравьиной кислоты ч.д.а. с концентрацией 99,7 масс.%, взятой с 15%-ным избытком от стехиометрии и в 12%-ную НСООН со скоростью 10 г/мин двумя порциями через каждые 30 мин при перемешивании и поддержании температуры 25°C вносят 66,7 г кристаллического стронция карбоната (содержание основного вещества 99,0 масс.%), нагревают содержимое на водяной бане до полного растворения кристаллов и упаривают раствор. Отключают нагрев и при непрерывном перемешивании охлаждают содержимое до комнатной температуры. Выпавшие кристаллы дигидрата формиата стронция отделяют, промывают насыщенным (при комнатной температуре) водным раствором предварительно очищенного формиата стронция, отжимают и сушат при 130°C. Получают кристаллический безводный формиат стронция с выходом готового продукта, составляющим 82% от стехиометрии.

Пример 2.

В реакционный сосуд заливают 370 мл дистиллированной воды, добавляют 38,1 мл (46,5 г) муравьиной кислоты ч.д.а. с концентрацией 99,7 масс.%, что соответствует 10%-ному избытку муравьиной кислоты от стехиометрии (по отношению к карбонату стронция) и в 14%-ную НСООН со скоростью 50 г/мин тремя порциями через каждые 10 мин при перемешивании и поддержании температуры 40°C вносят 66,7 г кристаллического стронция карбоната (содержание основного вещества 99,0 масс.%), нагревают содержимое на водяной бане до полного растворения кристаллов и упаривают раствор. Отключают нагрев и при непрерывном перемешивании охлаждают содержимое до комнатной температуры. Выпавшие кристаллы дигидрата формиата стронция, Sr(HCOO)2·2H2O, отделяют методом фильтрации, промывают насыщенным (при комнатной температуре) водным раствором предварительно очищенного формиата стронция, отжимают и сушат при 150°C.

Выход готового продукта составляет 81% от стехиометрии.

Пример 3.

В реакционный сосуд заливают 370 мл дистиллированной воды, добавляют 42,8 мл (52,3 г) муравьиной кислоты ч.д.а. с концентрацией 99,7 масс.%, что соответствует 20%-ному избытку муравьиной кислоты от стехиометрии (по отношению к карбонату стронция) и постепенно в полученную 12%-ную НСООН со скоростью 30 г/мин тремя порциями через каждые 20 мин при перемешивании и поддержании температуры ~30°C вносят 66,7 г кристаллического стронция карбоната (содержание основного вещества 99,0 масс.%), нагревают содержимое на водяной бане до полного растворения кристаллов и упаривают раствор. Отключают нагрев и при непрерывном перемешивании охлаждают содержимое до комнатной температуры. Выпавшие кристаллы Sr(HCOO)2·2H2O отделяют методом фильтрации, промывают насыщенным (при комнатной температуре) водным раствором предварительно очищенного формиата стронция, отжимают и сушат при 140°C.

В результате выход безводного формиата стронция особой чистоты составляет 81-82% от стехиометрии и с содержанием следующих примесей (масс.%): железа 1·10-5, марганца 1·10-5, никеля 5-10-6, кобальта <2·10-6, меди 5·10-6, хрома 5·10-6, алюминия 1-10-3, натрия<2-10-3, магния 5-10-4, свинца 5·10-5, цинка 5·10-5.

Приведенное качество полученного продукта полностью соответствует требованиям, предъявляемым к продукту для современных областей науки и техники.

Данное изобретение может быть использовано в химической промышленности для получения особо чистого безводного формиата стронция.

Способ получения безводного формиата стронция взаимодействием муравьиной кислоты и кристаллического карбоната стронция, включающий упаривание реакционной массы и сушку выделенного целевого продукта, отличающийся тем, что карбонат стронция добавляют к 12-14%-ному водному раствору муравьиной кислоты порциями со скоростью 10-50 г/мин с интервалом 10-30 мин между порциями при температуре 25-40°C, при этом муравьиную кислоту используют в 10-20%-ном избытке от стехиометрии, а реакционную массу после добавления карбоната стронция упаривают, охлаждают при перемешивании и фильтрацией отделяют выпавшие кристаллы, которые промывают насыщенным, предварительно очищенным водным раствором формиата стронция, отжимают и сушат при 130-150°C.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способам получения формиатов щелочноземельных металлов, в частности формиата бария. Способ получения формиата бария осуществляют взаимодействием кристаллического карбоната бария с муравьиной кислотой.
Изобретение относится к технологии получения формиатов щелочноземельных металлов, в частности формиата кальция. Способ получения формиата кальция осуществляют взаимодействием кристаллического карбоната кальция с муравьиной кислотой, выделением и сушкой целевого продукта, при этом карбонат кальция добавляют к 11-12%-ному водному раствору муравьиной кислоты порциями со скоростью 10-50 г/мин с интервалом 10-30 минут между порциями при температуре 25-40°C, при этом муравьиную кислоту используют в 10-20%-ном избытке от стехиометрии, после чего реакционную массу упаривают, охлаждают при перемешивании и фильтрацией отделяют выпавший целевой продукт, промывают насыщенным, предварительно очищенным водным раствором формиата кальция, отжимают и сушат при 80-90°C.
Изобретение относится к способу получения полимерных карбоксилатов палладия. Способ включает растворение металлического палладия в концентрированной азотной кислоте, упаривание полученного раствора азотнокислого палладия.
Изобретение относится к способу получения формиата натрия. .
Изобретение относится к способу переработки хлорорганических отходов, содержащих четыреххлористый углерод, путем их жидкофазного гидродехлорирования водородом на палладиевом катализаторе на сибуните.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения твердого содержащего диформиат натрия состава с содержанием муравьиной кислоты не менее 35 мас.% от общей массы содержащего диформиат натрия состава, в котором а) обеспечивают поток муравьиной кислоты с содержанием муравьиной кислоты не менее 74 мас.%; b) поток муравьиной кислоты с этапа а) вместе с содержащими формиат натрия потоками с этапа f) и с этапа h) подают на этап кристаллизации, где получают, при повышенной температуре, водный раствор с молярным соотношением HCOOH:Na[HCOO] более чем 1,5:1 и молярным соотношением НСООН:Н2О, составляющим по меньшей мере 1,1:1; с) на этапе кристаллизации проводят кристаллизацию водного раствора с этапа b) с получением потока, содержащего твердую фазу и маточный раствор; d) полученный поток с этапа с) подают на этап разделения, на котором твердую фазу отделяют от маточного раствора, причем получают поток, содержащий диформиат натрия, и поток, содержащий маточный раствор; е) разделяют поток, содержащий маточный раствор с этапа d), на две части; f) одну часть потока с этапа е) в виде доли (А) возвращают на этап b); g) другую часть потока с этапа е) в виде доли (В) вместе с потоком, включающим основание, содержащее натрий, подают на этап нейтрализации, получая при этом смесь, содержащую формиат натрия, и причем доли маточного раствора (А) и (В) дополняют друг друга до 100 мас.%, а массовое соотношение доли (А) маточного раствора и доли (В) находится в пределах от 20:1 до 1:10; и h) подают с этапа g) и необязательно с этапа h) смесь, содержащую формиат натрия, при необходимости после изъятия его части, в виде потока на этап концентрирования, на котором выводят часть воды, содержавшейся в этом потоке, причем после отделения части воды получают поток, содержащий формиат натрия, который непосредственно возвращают на этап b) либо кристаллизуют на втором этапе кристаллизации и разделения, а полученную при этом жидкую фазу подают в виде потока на этап концентрирования h), а твердую фазу подают в виде потока на этап b).

Изобретение относится к способу разделения многоатомных спиртов, например неопентилгликоля, и формиата натрия, включающий упаривание и охлаждение реакционной смеси, добавление органического растворителя, кристаллизацию формиата натрия, отделение формиата натрия от насыщенного раствора многоатомного спирта, например, фильтрованием и кристаллизацию многоатомного спирта.
Изобретение относится к способам получения формиатов щелочноземельных металлов, в частности формиата бария. Способ получения формиата бария осуществляют взаимодействием кристаллического карбоната бария с муравьиной кислотой.
Изобретение относится к технологии получения формиатов щелочноземельных металлов, в частности формиата кальция. Способ получения формиата кальция осуществляют взаимодействием кристаллического карбоната кальция с муравьиной кислотой, выделением и сушкой целевого продукта, при этом карбонат кальция добавляют к 11-12%-ному водному раствору муравьиной кислоты порциями со скоростью 10-50 г/мин с интервалом 10-30 минут между порциями при температуре 25-40°C, при этом муравьиную кислоту используют в 10-20%-ном избытке от стехиометрии, после чего реакционную массу упаривают, охлаждают при перемешивании и фильтрацией отделяют выпавший целевой продукт, промывают насыщенным, предварительно очищенным водным раствором формиата кальция, отжимают и сушат при 80-90°C.
Изобретение относится к способу окисления алкилароматического соединения, включающему следующие операции: формируют смесь, содержащую алкилароматическое соединение, растворитель, источник брома и катализатор; и подвергают смесь контактированию с окислителем в условиях окисления для получения твердого продукта окисления, содержащего по меньшей мере одно из веществ: ароматический альдегид, ароматический спирт, ароматический кетон и ароматическая карбоновая кислота; при этом растворитель содержит карбоновую кислоту, содержащую от 1 до 7 углеродных атомов, а также ионную жидкость, выбранную из группы, состоящей из имидазолиевой ионной жидкости, пиридиниевой ионной жидкости, фосфониевой ионной жидкости, тетраалкиламмониевой ионной жидкости и их сочетаний, и, необязательно, воду; при этом растворитель характеризуется отношением ионной жидкости к карбоновой кислоте, находящимся в диапазоне от 1:10 до 10:1 по массе; а катализатор содержит, по меньшей мере, один из ряда: кобальт, титан, марганец, хром, медь, никель, ванадий, железо, молибден, олово, церий и цирконий.

Изобретение относится к способам получения чистой терефталевой кислоты. Способ включает (a) удаление маточного раствора из очищенной терефталевой кислоты через фильтр с помощью газа, где газ включает пар; (b) очистку газа и (c) рециркуляцию газа, очищенного на стадии (b), назад на стадию (a), в котором концентрация пара находится в интервале от 50 вес.% до 99,9 вес.% от полного количества газа; стадию (b) очистки проводят в контактном устройстве газ-жидкость.

Изобретение относится к усовершенствованному способу сушки ароматической карбоновой кислоты, включающему непрерывную сушку осадка ароматической карбоновой кислоты с помощью сушилки с псевдоожиженным слоем, причем осадок вводят в сушилку при скорости 50 кг/час или выше, и сушильный газ, имеющий температуру 80-160°С, подают в сушилку при приведенной скорости 0,3-1 м/сек, с тем, чтобы содержание жидкости в осадке составило 14% по массе или ниже; а также к усовершенствованному способу получения сухой ароматической карбоновой кислоты, включающему непрерывную сушку осадка ароматической карбоновой кислоты с помощью сушилки с псевдоожиженным слоем с получением готовой ароматической карбоновой кислоты, где осадок вводят в сушилку при скорости 50 кг/час или выше, и сушильный газ, имеющий температуру 80-160°С, подают в сушилку при приведенной скорости 0,3-1 м/сек, с тем, чтобы содержание жидкости в осадке составило 14% по массе или ниже.

Изобретение относится к способу повышения коэффициента использования серебра при адсорбции и удалении децилйодида из уксусной кислоты, содержащей децилйодид в качестве примеси, путем пропускания уксусной кислоты через упакованный слой катионообменной смолы при температуре 50°С или ниже, причем катионообменная смола является полистирольной смолой макропористого типа со средним размером частиц от 0,3 до 0,6 мм и средним размером пор от 15 до 28 нм, и где смола имеет сульфогруппы, и серебро замещает от 40 до 60% активных сайтов сульфогрупп.

Изобретение относится к усовершенствованному способу, который относится к удалению примесей и извлечению маточного раствора и промывного фильтрата из отводимого потока реактора окисления, образующегося при синтезе карбоновой кислоты, обычно терефталевой кислоты.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения высокочистой терефталевой кислоты, включающему в себя соответствующие стадии: (а) стадию реакции окисления, где окисляют п-ксилол в уксуснокислотном растворе, где присутствует катализатор, с образованием терефталевой кислоты, (b) стадию получения кристаллов сырой терефталевой кислоты, где суспензию, в которой содержится осадок полученной терефталевой кислоты, подвергают разделению твердая фаза/жидкость с получением кристаллов сырой терефталевой кислоты, (с) стадию гидрирования, где растворяют кристаллы сырой терефталевой кислоты в воде с образованием водного раствора и гидрируют его, (d) стадию кристаллизации высокочистой терефталевой кислоты, где кристаллизуют терефталевую кислоту из гидрированного водного раствора с образованием суспензии высокочистой терефталевой кислоты, (е) стадию получения кристаллов высокочистой терефталевой кислоты, где суспензию высокочистой терефталевой кислоты подвергают разделению твердая фаза/жидкость с получением кристаллов высокочистой терефталевой кислоты и первичного маточного раствора, и (f) стадию извлечения п-толуиловой кислоты, где извлекают п-толуиловую кислоту из первичного маточного раствора и подают ее на стадию реакции окисления, в котором стадия извлечения п-толуиловой кислоты включает в себя следующие соответствующие стадии: (I) стадию адсорбции, где подают, в виде обрабатываемой жидкости, первичный маточный раствор или вторичный маточный раствор, получаемый охлаждением первичного маточного раствора для разделения твердая фаза/жидкость, в адсорбционную колонну, заполненную адсорбирующим агентом, в котором время проскока п-толуиловой кислоты больше чем время проскока бензойной кислоты, для адсорбции п-толуиловой кислоты и бензойной кислоты из обрабатываемой жидкости на адсорбирующем агенте, (II) стадию остановки подачи, где останавливают подачу обрабатываемой жидкости в адсорбционную колонну в некоторый момент времени, когда концентрация бензойной кислоты в эффлюенте из адсорбционной колонны достигнет, по меньшей мере, 10% от концентрации бензойной кислоты в обрабатываемой жидкости, (III) стадию десорбции, где десорбирующий агент, представляющий собой уксусную кислоту, метилацетат или их смесь, подают в адсорбционную колонну для десорбции адсорбированной п-толуиловой кислоты и (IV) стадию циркуляции, где п-толуиловую кислоту, содержащуюся в десорбирующем агенте, вытекающем из адсорбционной колонны, подают на стадию реакции окисления.
Изобретение относится к способу получения смеси тритерпеновых кислот, смеси нейтральных изопреноидов или биологически активных веществ содержащих их. .

Изобретение относится к способу жидкофазного карбонилирования способного к карбонилированию реагента, выбранного из метанола и/или его реакционноспособного производного, с получением карбонилированного продукта, выбранного из уксусной кислоты, ангидрида уксусной кислоты и их смесей, включающему контактирование в реакционной зоне способного к карбонилированию реагента с монооксидом углерода, в жидкой реакционной композиции, где указанная жидкая реакционная композиция включает катализатор карбонилирования, выбранный из иридия, родия и их смесей, метил иодида, соли щелочного металла или щелочно-земельного металла, способной генерировать иодидные ионы и примеси корродирующих металлов, где жидкая реакционная композиция разделяется в зоне однократного равновесного испарения с получением паровой фракции, включающей карбонилированный продукт, и жидкой фракции, включающей раствор катализатора карбонилирования, где указанный раствор катализатора карбонилирования включает катализатор карбонилирования, щелочной или щелочно-земельный металл и примеси корродирующих металлов и где по меньшей мере часть раствора катализатора карбонилирования возвращается в реакционную зону, причем раствор катализатора карбонилирования, возвращаемый в реакционную зону, обладает пониженным содержанием примесей корродирующих металлов и концентрация щелочного или щелочно-земельного металла в жидкой реакционной композиции контролируется контактированием по меньшей мере части раствора катализатора карбонилирования с катионообменной смолой, активные участки которой частично насыщены достаточным количеством щелочного или щелочно-земельного металла.
Изобретение относится к способам получения формиатов щелочноземельных металлов, в частности формиата бария. Способ получения формиата бария осуществляют взаимодействием кристаллического карбоната бария с муравьиной кислотой.
Наверх