Способ получения формованного катионита

 

1СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМОВАННОГО КАТИОНИТА путем полимеризации мономера на носителе с последукяцим сульфированием полимера, отличающ и и с я тем, что, с целью увеличения термостойкости формованных ионитов и упрощения технологии процесса, в качестве мономера используют фталевый ангидрид и полимеризацию осуществляют при температуре 400-500 С и давлении 50-80 атм, 2, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что в качестве носителя используют сштикагель, алюмосиликат , цеолит. 9 I 00 4 :о 1 i:o

СОЮЗ СОВЕТСХИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (и) 1

J .с, (у

Ь М

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 2572006/23-05 (22) 25.01.78 (46) 23.03.87. Бюл. М 11 (71) Московский институт нефти и газа нм. И.М.Губкина (72) А. Ф. Лунин, А. Д. Беляева, Л. Л. Железная, P. С. Магадов, В. P. Мкртычан, В. В. Фарафонов и В. А. Винокуров (53) 661.183.123(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 418498, кл. С 08 0 67/04, 1974.

Егоров Е. В., Новиков П. Д., Разгон Д. P. Цетлин Б. Л. Радиационно-химический синтез новых ионообменных сорбентов минеральноорганической природы ДАН СССР, 1962, 146, 11 6, с. 1360-1362. (ю 4 С 08 J 5 20 С 08 G 61 06 (54)(57)fСПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМОВАННОГО КАТИОНИТА путем полимеризации мономера на носителе с последующим сульфированием полимера, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения термостойкости формованных ионитов и упрощения технологии процесса, в качестве мономера используют фталевый ангидрид и полимеризацию осущесто вляют при температуре 400-500 С и давлении 50-80 атм.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве носителя используют силикагель, апюмосиликат, цеолит.

849749 2 ной соответствующими параметрами но. сителя. с- В то же время предложенный способ не является механическим переносом известной полимеризации фталевого ангидрида на способ получения катионита на носителе, поскольку в процессе осуя- ществю ения данного способа установлен эффект действия самого носителя у- 10 как катализатора полимеризации, в результате чего отпадает необходимость применения таких катализаторов, как т- ZnCl<, СаО и др., загрязняющих катионит и ухудшающих его каталитические

), 15 свойства.

Изобретение относится к области получения термостойких ионитов и мо жет быть использовано в промышленно ти высокотемпературного органическо го катализа.

Известны способы получения термо стойких ионообменных материалов на основе полимера с сопряженными связ ми, например, сульфированием полифе ниленкетона и других полимеров, пол чаемых путем полимеризации ангидридов двухосновных кислот.

Недостатками этого способа являю ся необходимость использования ката лизаторов полимеризации (ZnC1<, СаО загрязняющих катионит, а также получение ионита в порошкообразном виде и невозможность формования порошка в механически прочные гранулы.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технологии и достигаемому результату является способ получения формованных ионитов путем радиационной полимеризации стирола, предварительно нанесенного на силикагель, с последующим сульфированием полистирола. Ионит имеет форму сфер с размером, определяемым размером исходного силикагеля, и статическую обменную емкость (СОЕ) 1,4 мг ° экв/г по NaPH.

Однако ионит, получаемый по известному способу, имеет невысокую термостойкость (до 140 С), что препятствует его применению в органических реакциях, протекающих при высо- 35 ких температурах. Кроме того, само использование радиации крайне нетехнологично,, Цель изобретения — увеличение тер40 мостойкости формованйых ионитов и упрощение технологии процесса. указанная цель достигается путем полимеризации фталевого ангидрида на носителе при 400-500 С в течение 145

I0 ч под давлением 50-80 атм с последующим сульфированием полимера.

Отличительной особенностью предлагаемого способа является использование в качестве мономера фталевого ангидрида, проведение процесса при 400,500 С и давлении 50-80 атм.

Предпочтительно в качестве носителей использовать силикагель, алюмосиликат, цеолит.

Предложенный способ позволяет поо лучить катионит, термостойкий до 250 С, сферической формы с размером сфер и механической прочностью, обусловленТехнологически способ крайне прост, не требует специальной аппаратуры и ионизационных излучений и может быть осуществлен в автоклаве без перемешивания.

Фталевый ангидрид наносят на носитель из раствора в метиловом спирте, ацетоне или другом подходящем растворителе из расчета 10-403 от массы носителя.

Приготовленный таким образом носитель с нанесенным.мономером полимеризуют в стеклянной ампуле в автоклаве.

Полимер на носителе отмывают от непрореагировавшего мономера и под" вергают сульфированию моногидратом серной кислоты при 50-100 С в течение 1-10 ч.

Катионит представляет собой гранулы черного цвета размером 0,1-4 мм с СОЕ но NBCl 0,3-0,6 мг экв /г, что в пересчете на чистый сульфополивиниленкетон составляет 2,5-3,0 мг экв/г.

Пример 1. В круглодонную колбу помещают 40 г. фталевого ангидрида и 100 г осушенного при 200 С алюмосиликата (фракция 0,25-0,5 мм) и 0,4 л метанола. Смесь кипятят 1 ч с обратным холодильником, охлаждают, затем упаривают досуха на роторном испарителе. Алюмосиликат с нанесенным мономером помещают в стеклянную ампулу и полимериэуют в автоклаве о при 400 С в течение 5 ч. Давление в автоклаве во время реакции 50 атм.

Полученный мономер на носителе сульфируют моногидратом серной кислоты о при перемешивании и температуре 100 С в течение 1 ч. Сульфополимер отмывают дистиллированной водой от избытка серной кислоты до нейтральной реакции. Сушат до постоянного веса в вакуумном шкафу.

Статическая обменная емкость (СОЕ), мг экв/г

Образец по примеру

Иеханическая проч- ность, Х по NaCl no NaOH no NaCl no NaOH после прогрева до прогрева

0,28

1 92 99

1,20, 99

1,92

0,27

1 20

0 35

0,35

0,40

0,40

1,50

1 50

По известному способу

1,00

1 40

0,00

0,50

Редактор П. Горькова

Техред А.Кравчук

Корректор О. Луговая

Заказ 908/3 Тираж 438

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 849749 4

Пример 2. Смесь 20 г фтале- тура полимеризации и давление составвого ангидрида, метанола и 100 r си- ляют соответственно ЗОЖ, 450 С и ликагеля обрабатывают аналогично при- 70 атм. меру 1, Полимеризацию проводят при Полученные по примерам 1, 2 и 3

500 С и давлении 80 атм. образцы не теряют своей активности о

Полученные данным способом образ- после прогрева при 300 С в течение цы обрабатывают аналогично примеру 1. 5 ч.

Пример 3. Сульфокатионит го- Результаты приведены в таблице. товят аналогично описанному в приме- Предложенный способ позволяет поpe I, за исключением того, что коли- 10 лучить механически прочный и термочество фтааевого ангидрида, темпера- стойкий катионит.