CZ279703B6

CZ279703B6 - Způsob regenerace molybdenového katalyzátoru z roztoků po epimerizaci aldóz

Info

Publication number: CZ279703B6
Application number: CS906600A
Authority: CZ
Inventors: Jindřich Ing. Dostál; Jaroslav Ing. Csc. Prchlík; Vladimír Dufek
Original assignee: Vúfb, A.S.
Priority date: 1990-12-21
Filing date: 1990-12-21
Publication date: 1995-06-14
Also published as: CS660090A3

Abstract

Sloučeniny molybdenu zachycené na karborafin a slabě bázický iontoměnič jsou po desorpci vodným roztokem amoniaku převedeny žíháním na oxid molybdenový, který po rozpuštění ve vodném roztoku amoniaku poskytuje molybdenan amonný.Molybdenan amonný tetrahydrát vykrystalovaný z vody je přímo použitelný pro další katalýzu epimerizace aldóz. Molybdenan amonný tetrahydrát se používá při výrobě ribózy, poloproduktu technologie vitaminu B.sub.2.n..ŕ

Description

Vynález se týká způsobu regenerace molybdenového katalyzátoru z roztoků po epimerizaci aldóz.

Epimerizace aldopentóz ve vodném roztoku, katalyzovaná Mo⁶⁺ionty, byla poprvé popsána V. Bílikem (Chem. zvěsti 26, 372,

1972). Při odpovídajících podmínkách reakce lze získat rovnovážnou směs, jejíž složení je charakteristické pro každou dvojici epimérů, např. pentóz (D-arabinóza : D ribóza =6:3, D-xylóza : D-lyXóza =10 : 9). Metoda epimerizace aldopentóz za použiti molybdenového katalyzátoru byla později zdokonalena. Ke směsi D-arabinóza a molybdenový katalyzátor byla přidána kyselina boritá. Reakce byla provedena v nevodném rozpouštědle. Konverze D-arabinózy na D-ribózu byla 95 % (AO č. 276 372).

Epimerizace D-arabinózy na D-ribózu představuje jednu z nejefektivnějších možností získání tohoto relativně drahého sacharidu, který je jedním ze základních poloproduktů při výrobě vitaminu B₂ (riboflavinu). Z technologického hlediska je epimerizace D-arabinózy, katalyzovaná Mo ionty, relativně snadno proveditelná, potřebné suroviny jsou dostupné. Jedním z faktorů, který však silně ovlivňuje ekonomiku tohoto procesu, je regenerace molybdenového katalyzátoru, neboť molybdenan amonný je drahou komponentou. Současně je nutno si uvědomit otázku čištění odpadních vod od sloučenin molybdenu. Regenerace molybdenového katalyzátoru je proto jedním z klíčových problémů katalytické epimerizace.

Doposud bylo řešeno odstranění molybdenového katalyzátoru z reakčního roztoku po skončení epimerizace D-arabinózy vysrážením sulfidu molybdenového (AO č. 247 523) a jeho konverzi na molybdenan amonný působením peroxidu vodíku ve zředěném roztoku amoniaku (AO č. 272 172).

Nevýhody tohoto způsobu jsou práce s jedovatým sirovodíkem, vysoké zasolení filtrátu sacharidů a nutná vysoká čistota vstupního sulfidu sodného.

Aplikace iontoměničů (DOS 2 923 268) při odstranění molybdenového katalyzátoru z reakčního roztoku po skončení epimerizace aldóz neřeší otázku zpětného získání molybdenového katalyzátoru v katalyticky aktivní formě.

Tyto nevýhody odstraňuje způsob regenerace molybdenového katalyzátoru z roztoků po epimerizaci aldóz podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je proveden v následujících etapách:

1) zachycení sloučenin molybdenu s nižším oxidačním stupněm než VI na karborafin mícháním při teplotě 10 °C až 40 °C po dobu 10 min až 120 min, s výhodou 60 min;

2) zachyceni molybdenu v oxidačním stupni VI na slabě bázickém iontoměniči na bázi styrendivinylbenzenového kopolymeru v OHcyklu, použitém v kolonovém nebo vsádkovém uspořádání při teplotě 10 °C až 40 ’C;

3) vytěsnění sloučenin ze sorbentů, které obsahuji molybden v různých oxidačních stupních, 2 až 10%-ním, s výhodou 4%-ním vodným roztokem amoniaku;

4) žíháni získaných sloučenin molybdenu při teplotě 300 ’C až 790 °C, s výhodou 650 °C, na oxid molybdenový;

-1CZ 279703 B6

5) rozpuštění získaného oxidu molybdenového ve vodném roztoku amoniaku o koncentraci 5 % až 25 %, s výhodou 20 % a krystalizace tetrahydrátu molybdenanu amonného z vody.

Výhodou způsobu podle vynálezu je to, že získáme krystalický molybdenan amonný, který lze přímo použít pro další epimerizaci.

Použitý postup maximálně využívá značného rozdílu v afinitě sacharidů a sloučenin molybdenu k použitým sorbentům. Přitom je tato metoda k sacharidům velmi šetrná, takže nedochází k jejich destrukci a následovně vysokým ztrátám. Konečně převedení katalyticky inaktivních sloučenin molybdenu na stálou formu oxidu molybdenového je provedeno jednoduchou metodou oxidace sloučeniny vzdušným kyslíkem za vyšší teploty s výtěžkem nad 90 %.

Závěrem lze konstatovat, že metoda je jednoduchá, snadno proveditelná s minimálními náklady na zařízení, chemikálie a ekologii a zároveň s vysokým výtěžkem.

Uvedený příklad provedení způsobu regenerace molybdenového katalyzátoru z roztoků po epimerizaci aldóz podle vynálezu vynález neomezuje, ale dokládá.

Příklad

250 g D-arabinózy, 1 625 g kyseliny borité a 50 g molybdenanu amonného tetrahydrátu se míchá 2 hodiny za teploty 81 °C v 5 625 ml etanolu. Po oddestilování 5 000 ml rozpouštědla se odparek zředí 600 ml vody. Vyloučená kyselina boritá se separuje a důkladně promyje 1 000 ml vody. Filtrát se míchá 1 hodinu se 100 g karborafinu. Karborafin zachytíme na papírovém filtru a promyjeme 500 ml vody. Čirý filtrát necháme protékat rychlostí 33 ml/min kolonou o průměru 40 mm, naplněnou 700 ml slabě bázického iontoměniče WOFATIT AD-41 v OH^- cyklu.

Karborafin (100 g) je dále suspendován v 500 ml 4%-ního amoniaku za míchání 1 hodinu. Filtrací a promytím karborafinu 500 ml vody byl získán eluát A.

Iontoměničem se nechá protékat 2 100 ml 4%-ního amoniaku 40 až 60 minut. Získá se eluát B.

Oba roztoky A a B se spojí a odpaří do sucha. Odparek se zhomogenizuje v třecí misce a žíhá se při teplotě 650 °C 2 hodiny. Získaný nažloutlý práškovitý oxid molybdenový se rozpustí ve 150 ml 20%-ního amoniaku. Po odpaření 100 ml rozpouštědla krystaluje molybdenan amonný tetrahydrát z vody.

Výtěžek: 44,52 g tj. 89,04 % (teorie).

-2CZ 279703 B6 v

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Způsob regenerace molybdenanového katalyzátoru z roztoků po epimerizaci aldóz, vyznačující se tím, že je proveden v následujících etapách:

1) zachycení sloučenin molybdenu s nižším oxidačním stupněm než VI na karborafin za míchání při teplotě 10 °C až 40 °C po dobu 10 min až 100 minut,

2) zachycení molybdenu v oxidačním stupni VI na slabě bázickém iontoměniči' na bázi styrendivinylbenzenového kopolymeru v OH^- cyklu, použitém v kolonovém nebo vsádkovém uspořádání při teplotě 10 °C až 40 °C,

3) vytěsnění sloučenin ze sorbentů, které obsahují molybden v různých oxidačních stupních, 2% až 10% vodným roztokem amoniaku,

4) žíhání získaných sloučenin molybdenu při teplotě 300 °C až 790 °C na oxid molybdenový,

5) rozpuštění získaného oxidu molybdenového ve vodném roztoku amoniaku o koncentraci 5 % až 25 % a krystalizace tetrahydrátu molybdenanu amonného z vody.

Způsob podle nároku 1, vyznačující že se etapa 1) provádí 60 minut.

se tím,

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se že se etapa 3) provádí 4% vodným roztokem amoniaku.

Způsob podle nároku 1, vyznačující že se etapa 4) provádí při teplotě 650 °C.

tím, tím,

5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se etapa 5) provádí ve vodném roztoku amoniaku o koncentraci 20 %.

Konec dokumentu