Способ получения основного хлорида хрома

 

Сотов Советсинн

Соцнанистичвсиин республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К, АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (}945078 (61) Дополнительное к авт, с вид-ву(22) Заявлено 23. 01. 81 (21) 3240748/23-26 (51)М. Кл.

С 01 С 37/04 с присоединением заявки М(23) Приоритет9кудерстеавый кемнтет

СССР ав делам нзоервтеннй и втнрытн11 (53) УДК661.876. . 321(088. 8) Опубликовано 23.07.82. Бюллетень М27

Дата опубликования описания 23.07.82

Б.П. Середа, T,А. Гуськова, Л.И. Девятовская, З.И. Тихвинская, И.И. Шишко, P.Ø. Горяе —, Б.А. Пахомов, H.À. Охотникова и Г.В. Зевалкина (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54). СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСНОВНОГО ХЛОРИДА ХРОИА

Изобретение относится к способам получения основного хлорида хрома, применяемого в химической промышленности при получении водоотталкивающих препаратов для производства кож, мехов и т.д.

Известен способ получения основного хлорида хрома, заключающийся в восстановлении растворимых соединений шестивалентного хрома (бихро-: мат натрия, хромовый ангидрид) органическими восстановителями в присутствии соляной кислоты и сушке полученного раствора основного хлорида хрома распылением (1 1.

Недостатком этого способа является образование в качестве побоч-. . ного продукта (25-293 от общего веса) хлорида натрия (в случае использования в качестве исходного сырья бихромата натрия), вследствйе чего последний может применяться только там, где влияние хлорида натрия не учитывается.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения основного хлорида хрома, заключающийся в двухстадийном восстаS новлении без подвода тепла хромового ангидрида в водном растворе (концентрации 350 г/л) органическим восстановителем (глюкоза, сахароза, глицерин и др.), вводимые на 1-ю стадию в количестве 604 от теоретически необходимого на восстанов" .ление хрома VI до хрома III, а остальное количество восстановителя вводится на 2-ю стадию в смеси с соляной кислотой. Смесь восстановителя и соляной кислоты вводят в течение 45 мин. Реакционную массу затем нагревают и выдерживают в

2о течение 30 мин. Получаемые таким образом растворы основного хлорида хрома высушивают методом распыленияГ2), Суммарный расход восстановителя составляет 112- 128 против теорети.50

55 основностью 383 вместо 334.

3 94 чески необходимого, например, по реакциям

8СгО +С йщО +16НС Р=8Сг(ОН) С Р +

+6СО Ф+10Н О (1) 4С гО +3СН О +ВНС Р4Сг (OH) С 9 +

+зса +5Н О (2) Недостатком известного способа являются повышенный расход восстановителя и сложность процесса вследствие необходимости приготовления смеси восстановителя и соляной кислоты, и в связи с этим трудность пос" ледующей корректировки основности получаемых растворов.

Целью изобретения является сокращение расхода восстановителя и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается получением основного хлорида хрома, заключающимся а двухстадийном восстановлении хромового ангидрида исходной концентрации 400-800 г/л при

-80-100оС в водном растворе органическим восстановителем в присутствии соляной кислоты, причем на первую стадию вводят 30-60/, кислоты от общего теоретически необходимого .количества на заданную основность и полученный основной хлорид хрома выделяют из раствора.

Восстановитель и соляную кислоту вводят раздельно, причем кислоту вводят после восстановителя.

Технология способа состоит а следующем.

Готовят водный раствор хромового ангидрида с содержанием последнего

400-800 г/л. Для восстановления хрома Vl используют органические восстановители, продуктом окисления которых являются С00 и H Q. Восстановление ведут в две стадии: на 1-й стадии при 80-100оС а начале 20-25 мин вводят восстановитель в количестве

40-603 от теоретически необходимого по уравнениям (1) и (2), заканчивая процесс на этой стадии введением соляной кислоты в количестве 30-604; . от необходимого на заданную основность

На второй стадии при указанной ниже температуре в реакционную смесь вводят остальное количество .соляной кислоты на заданную основность и восстановителя до полного восстановления хрома Vt. Продолжительность введения реагентов на 2-й стадии составляет 20 мин. Получен5

S5

36

45 ный раствор основного хлорида хрома подвергают сушке.

Оптимальность концентрационных пределоа 400-800 г/л Cr0> обусловлена тем, что при концентрации ниже нижнего предела повышается расход восстановителя; повышение же концентрации выше верхнего предела приводит к резкому загустеванию реакционной массы, и, как следствие, к резкому ухудшению ее перемешивания, что ведет к повышению расхода восстановителя. Кроме того,.при концентрации выше верхнего предела пррцесс восстановления протекает бурно с сильным вспениванием, образованием побочных продуктов (хлористого хромила, хлора), что ведет к получению раствора целевого продукта с основностью выше заданной.

Выбор температурных параметров в пределах 80-100 С обусловлен тем, что снижение температуры ниже нижнего предела не обеспечивает полноты окисления восстановителя, и, как следствие, приводит к повышенному его расходу; повышение .температуры выше верхнего предела усложняет ап" паратурное оформление процесса.

Оптимальность выбранных количественных пределов дозирования соляной кислоты на 1-й стадии подтверждается тем, что снижение расхода кислоты на этой стадии ниже нижнего предела не обеспечивает растворение продуктов восстановления хрома Ч1, образующихся при введении восстановителя в отсутствие кислоты, приводит к повышенному расходу восстановителя и не обеспечивает оптимальной скорости процесса восстановления на 2-й стадии при введении восстановителя; повышение расхода соляной кислоты выше верхнего предела вызывает бурное протекание процесса (сильное вспенивание) на 2-й стадии, сопровождающееся протеканием побочных реакций, проводящих к потерям хрома и соляной кислоты (хлористый хромил хлор), и, как следствие, к получению целевого продукта с осноаностью выше заданной. Так, при увеличении расхода соляной кислоты до 803 от необходимого количества по реакции (2), получали основной хлорид хрома с

При соблюдении указанных параметров процесса достигается спокойное. течение процесса, полное вос5 94 становление хрома V! до хрома l!! при минимальном, близком к теоретически необходимому (110- 1054) расходе восстановителя, и получение целевого продукта со строго заданной основностью

По сравнению с известным предлагаемый способ упрощается так как исключается необходимость приготовления смеси восстановителя и кислоты.

Пример 1. В стеклянном реакторе с мешалкой и обратным холодильником емкостью 0,5 дм готовят водный раствор хромового ангидрида, содержащий 400 r/ë Cr03, путем растворения 91,4 r 98,Я-ного хромового ангидрида.

На первой стадии восстановления полученный раствор хромового ангидрида нагревают до 90 С, затем в него вводят 28,2 г 363-ного раствора формальдегида, что составляет

503 против стехиометрического количества по уравнению (2). По окончании введения формальдегида дозируют

87,4 r 37,63-ной соляной кислоты, что составляет 504 против стехиометрического количества по уравнению (2}

На второй стадии при той же температуре вводят 30,9 г формальдегида до полного восстановления

Cr V!. Суммарный расход формальдегида составляет 59,1 г, что сооТ ветствует t054 против стехиометрического количества по уравнению (2).

По окончании введения формальаегида вводят вторую порцию 37;6ь-Ной соляной кислоты в количестве 87,4 г из.расчета получения целевого продукта с основностью 304.

Полученный раствор основного хлорида хрома с содержанием 11,34 Cr . и 163 CP и основностью 30,94 высушивают, получая целевой продукт с содержанием 27,13 Cr, 38,6Ô CE и основностью 30,33.

Пример 2. Готовят водный раствор хромового ангидрида, содержащий 600 г/л СrO, путем растворения 91 4 98,53-ного хромового ангид-. рида.

На первой стадии восстановления полученный раствор хромового ангидрида нагревают до 80ОС и ведут восстановление 404-ным раствором глюкозы, взятом в количестве 25,3 г, что составляет 60Ж против стехиометрического количества по уравнению (1).

5078 6

По окончании введения глюкозы вводят 94,4 г 37,63-ной соляной кислоты, что составляет 60 ь против стехиометрического количества по уравнению(1}. На второй стадии при той же температуре вводят 29,4 г глюкозы до полного восстановления Cr VI.

Суммарный расход глюкозы составляет

54,7 г, что соответствует 108ь против стехиометрического количества по уравнению (1). Затем вводят вторую порцию 37,6 -ной соляной кислоты в количестве 63,0 г из расчета получения целевого продукта с основнэстью 403.

Полученный раствор основного хлорида хрома с содержанием 17,8 Cr, 21,83 Сl? и основностью 40, 14 высу20 шивают, получая готовый продукт с содержанием 30,63 Сг, 37,44 С7 и основностью 40,23.

П р и и е р 3. В реакторе емкостью 1,5 м готовят водный раствор

25 хромового ангидрида, содержащий

800 кг/м СгО, путем растворения

350 кг 99,53-його хромового ангидрида.

На первой стадии восстановления

Зо полученный раствор нагревают .до

100 С и вводят 0,0959 м 373-ного раствора формальдегида, что составляет 504 против стехиометрического количества по уравнению (2}. По окон"

35 чании. введения формальдегида вводят

222,3 кг 36 -ной соляной кислоты, что составляет 304 против стехиометрического ко.1ичества по уравнению (2). щ На второй стадии при этой же . температуре вводят формальдегид до полного восстановления Сг Ч! в количестве 0 1012 мз. Суммарный рас.ход последнего составил 0,2071 м, что соответствует 108 ь против стехиометрического количества по уравнению (2).

Затем вводят вторую порцию 363-ной соляной кислоты в количестве 518,7 кг из расчета получения целевого про50 дукта с основностью 30ь ° о

В табл. 1 представлена зависимость расхода формальдегида от концентрации хромового ангидрида при температуре восстановления 80юс; в табл. 2 - зависимость расхода формальдегида от температуры процес" са при концентрации раствора хромового ангидрида 400 г/л;, в табл. 3 -.

945078 8

1-ю стадию восстановления при температуре восстановления 80".С.

Т а б л и ц а 1 зависимость расхода формальде гида от дозирования соляной кислоты на

Пример, Н

Основность целевого продукта, Примечание

Заданная Полученна

29,8

250

120

30,0

350

30,0

30,3

115

400

30,1

110

30,0

600

29 9

105

30,0

800

40,0

40,0

110

40,0

40,3

850

43,5

40,0

900

57 1

40,0

120 То же

100 0

Табли ца 2

Пример, Ф

Основность целевого продукта, Ф

Примечание

Заданная Полученная

130

30,0

30,0

30,5

120

30,0

108

40,0

40,2

31,3

30,0

30,8

105 То же

30,0

Концентрация хромового, ангидрида,г/л

Температура восстановления, ОС

Расход формальдегида, от стехиометричес кого

115 Загустевание реакционной массы

118 Образование трудноперемешиваемой массы

Расход формальдегида, 3 от стехиометрического

106 i Бурное вспенивание реакционной массы

945078

l0

Таблица

Пример, М

Основность целевого продукта, 4

Примечание

КоличестРасход формальдегида, Ф от стехиомеТрического во соля ной кислоты, 4

Заданная Полученная

Концентрация раствора хромового ангидрида ЬОО г/л

80 33,0 38,0 109

Сильное вспенивание реакционной массы

112

30,0

30,2

Плохое расвторение реакционной массы на 1-" стадии

30,0

30 30, 0

30,0

107

30,3

108

30. 5

Концентрация раствора хромового ангидрида 800 г/л

Бурное вспенивание реакционной массы

30,0

37,0

30,3

30,0

30,7

30,0

107

30,0

30,3

30,5

30,0

60

Формула изобретения о

Полученный раствор основного хлорида хрома с содержанием 11,83 Сг и 16,963 СВ и основностью 29,7.ь ва-. суаивают, получая готовый продукт с содержанием 30, 13 С r, 42, 71В С В и основностью 30,6Ж.

Экономический эффект от реализации способа складывается из сокращения расхода восстановителя и упрощения процесса.

Использование основного хлорида хрома; например в производстве хромолана - водоотталкивающего средства, позволит упростить процесс его получения, улучшить условия труда и исключить образование твердого отхода,,загрязненного хромом. Экологический эффект от ликвидации отходе в про" изводстве хромолана составит

3 млн. руб/год.

1. Способ получения основного " хлорида хрома, включающий двухста" дийное восстановление хромового ангидрида в водном растворе орга1 ническим восстановителем в присутствии соляной кислоты на второй ста-.

945078

Составитель Т. Гуськова

Редактор Н. Егорова Техред Е. Харитончик КорректоР А. Гриценко

« I»

Заказ 5246/29 Тираж 509 Подписное

ВНИИРИ 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

11 дии и последующее вы ;еление продукта из его раствора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью сокращения расхода восстановителя и упрощения процесса, двухстадийное восстановление ведут при 80-100 С и исходной концентрации хромового ангидрида 400-800 г/л а соляную кислоту вводят также на первую стадию в количестве 30-603 от общего теоретически необходимого количества на заданную основность.

12

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что восстановитель и соляную кислоту вводят раздельно, причем последнюю вводят после восстановителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1, Патент ФРГ 8 1038020, 1à кл. 12n 37/04, опублик. 1957.

2. Патент США Н 2928723, кл. 23-87, опублик. 1960 (прототип).

Способ получения основного хлорида хрома Способ получения основного хлорида хрома Способ получения основного хлорида хрома Способ получения основного хлорида хрома Способ получения основного хлорида хрома Способ получения основного хлорида хрома 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области изыскания материалов, которые могут найти применение как ферримагнитные полупроводники при создании элементов памяти, а также в многофункциональных приборах и интегральных схемах

Изобретение относится к способам получения безводного трихлорида хрома, содержащего лимитированное количество примесей

Изобретение относится к способу очистки безводного трихлорида от примесей дихлоридхрома для улучшения качества продукта

Изобретение относится к технологии неорганических веществ, в час .ности к способам похг чения безводного трихлорида хрома, используемого, например, для диффузионного хромирования , получения хроморганическ -гх соединений, металлического хрома высокой степени чистоты

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ и может быть использовано для синтеза безводного трихлорида хрома

 

Наверх