PL18296B1 - Sposób stezania wodnego roztworu kwasu mrówkowego. - Google Patents

Description

Znane jest obecnie stezanie kwasu octo¬ wego zapomoca jego ekstrakcji praktycznie nierozpuszczalnemi w wodzie zasadami or- ganicznemi, poczem kwas octowy oddesty- lowuje sie z wyciagu. Znane jest dalej ob¬ nizanie rozpuszczalnosci zasad organicz¬ nych w fazie wodnej przez dodatek wyso- kowrzacych weglowodorów. Podobny wy¬ nik daje sie równiez osiagnac przez wpro¬ wadzenie pewnej ilosci rozpuszczalnych soli do wodnego roztworu kwasu, przezna¬ czonego do ekstrakcji.Zaden z tych sposobów nie nadaje sie do stezania wodnego roztworu kwasu mrów¬ kowego, poniewaz tworzace sie przytem mrówczany trwale pozostaja w roztworze wodnym. Jesli np. 100 g 20%-ego kwasu mrówkowego zadac 100 g chinoliny i 100 g trójchloroetylenu, to mozna w ten sposób po jednorazowem wyklóceniu wyciagnac zaledwie 25% kwasu mrówkowego, zawar¬ tego w wodzie, natomiast kwas octowy w tych samych warunkach przechodzi w 75% do srodka ekstrakcyjnego.Obecnie wykryto, ze przy pomocy wy- sokowrzacych zasad organicznych mozna kwas mrówkowy stezac bezposrednio w bardzo prosty sposób, a mianowicie zapo¬ moca czastkowej destylacji tego kwasu w obecnosci zasady lub zasad bez uprzedniej ekstrakcji.Jako wysokowrzace zasady organiczne nalezy stosowac zasady, odpowiadajace na¬ stepujacym warunkom: musza one wrzec wyzej od kwasu mrówkowego, podczas o- grzewania z kwasem mrówkowym nie po-winny ulegac szkodliwym zmianom, dalej powinny o^ie z kjvasem mrówkowym two¬ rzyc obojetne, a jeszcze lepiej kwasne mrówczany, nierozkladajace sie w dostrze¬ galnym stopniu podczas oddestylowywania wody pod cisnieniem zwiekszonem, zwy¬ klem lub zmniejszonem; wreszcie zasady te winny z kwasem mrówkowym tworzyc pola¬ czenia w rodzaju soli, któreby w nieco wyz¬ szej temperaturze lub w znaczniejszej próz¬ ni rozpadaly sie na skladniki, to jest na kwas i zasade f albo na kwas i cbojetne mrówczany. Takiemi zasadami sa np.: chi¬ nolina, chinaldyna, pikolina, dwumetyloani- lina, dwuetyloanilina lub ich mieszaniny.Zgodnie z wynalazkiem okazalo sie ko- rzystnem prowadzenie destylacji w taki sposób, zeby wode oddzielac calkowicie al¬ bo prawie calkowicie pod cisnieniem zwy¬ klem, a nastepnie kwas mrówkowy oddzie¬ lac od zasady, wzglednie zasad, zapomoca destylacji czastkowej w prózni. W ten spo¬ sób obok niewielkiej ilosci przedgonu, zlo¬ zonego z mniej lub wiecej rozcienczonego kwasu mrówkowego, otrzymuje sie prawie ilosciowa wydajnosc wysokostezonego, o- kolo 90 — 99% -owego kwasu mrówkowego.Wydajnosc wysokostezonego kwasu, jak sie dalej okazalo, mozna jeszcze zwiekszyc, jesli od chwili, w której znaczniejsze ilo¬ sci kwasu zaczynaja przechodzic z para wodna, wprowadzac do kolumny frakcjo¬ nujacej, korzystnie przeciwpradowo, wy- sokowrzace zasady organiczne lub ich mie¬ szaniny albo takze odpowiednie ilosci jed- nomrówczanu w ilosciach, wystarczajacych do zwiazania wolnego kwasu.Przy uzyciu dobrej kolumny i przy od- powiedniem uwzglednieniu preznosci pary wodnej, kwasu i zasady mozna z latwoscia stosunek kwasu i zasady tak uregulowac, zeby w praktyce nie miec ani strat kwasu, ani strat zasady. Pozostala zasade mozna bezposrednio stosowac w .nowym zalbiegu-.Przy uzyciu sposobu wedlug wynalazku za¬ równo zuzycie pary do rozdzielania oraz potrzebna do tego celu ilosc zasady jest o wiele mniejsza, niz w stosowanych dotych¬ czas procesach ekstrakcji, wzglednie ste¬ zania.Jak sie okazalo dalej, nalezy unikac nadmiaru zasady ze wzgledu na jej lotnosc z para wodna.Przyklad I. 20%-owy roztwór kwasu mrówkowego zadano taka iloscia chinoliny, zeby na 3 mole kwasu mrówkowego przy¬ padalo okolo 1 mola chinoliny. Podczas na¬ stepujacej potem frakcjonowanej destyla¬ cji pod zwyklem cisnieniem przeszla naj¬ pierw glówna ilosc wody z bardzo mala iloscia kwasu mrówkowego. Nastepujaca potem destylacja w prózni dala okolo 90-^- 99%-owy kwas mrówkowy.Drugie doswiadczenie, w którem zasto¬ sowano 1 mol chinoliny na okolo 2 mole kwasu mrówkowego, dalo w tych samych warunkach roboczych prawie wylacznie wysokoprocentowy kwas.Przyklad II. 385 g 25%-owego kwasu mrówkowego zadano 100 g chinaldyny. Z tej mieszaniny pod cisnieniem) zwyklem, stosujac kolumne zwrotna, oddestylowano wieksza czesc wody, a nastepnie pod cisnie¬ niem zmniejszonem — stezony kwas mrów¬ kowy. Z uzytego kwasu otrzymano okolo 6% w postaci kwasu 2%-owego, a pozosta¬ losc (oprócz malej straty) jako kwas 91,5%.Przyklad III. Mozna równiez stosowac zasady stale, np. o-fenyleno-dwuamine, po przeksztalceniu jej w bezwodnik przez go¬ towanie ze stezonym kwasem azotowym (Benzimidozol, Beilstein III wyd. IV str. 868). Okolo 50% tej anhydrozasady zada¬ no okolo 260 g 25 % -ego kwasu mrówkowe¬ go i z tej mieszaniny otrzymano stezony kwas mrówkowy pod zmniejszonem cisnie¬ niem okolo 26 -r- 28 mm. Okolo 4,5% kwa¬ su mrówkowego (liczac jako kwas 100%) przeszlo w postaci roztworu w przyblizeniu 2%; 5% — jako kwas 35%-owy; a 73% jako 82 h- 95%-owy. Niewielka czesc po- — 2 —zostala jeszcze w niedogonie. W zwiazku z danemi liczbowemi, dotyczacemi skladu i ilosci poszczególnych frakcyj, nalezy za¬ znaczyc, ze wartosci te zaleza w kazdym poszczególnym przypadku w wysokim stop¬ niu równiez od sprawnosci i budowy ko¬ lumny destylacyjnej. Przy uzyciu dobrych kolumn mozna praktycznie calkowita ilosc kwasu otrzymac w postaci wysokoprocento¬ wej, to jest okolo 85 -s- 99%.Wedlug jednego ze znanych sposobów stezania kwasu mrówkowego, dodaje) sie do tego kwasu tak zwanej „cieczy porywa¬ jacej", która z woda, zawarta w kwasie mrówkowym, tworzy mieszanine dwusklad¬ nikowa o punkcie minimum temperatury wrzenia, tak zwana mieszanine azeotropo- wa. Podczas nastepujacej potem destyla¬ cji przechodzi najpierw woda z dodana cie¬ cza porywajaca, a potem kwas mrówkowy.W przeciwstawieniu do tego znanego sposobu, w sposobie wedlug wynalazku do rozcienczonego kwasu mrówkowego dodaje sie wysokowrzacej zasady organicznej, np. w takich ilosciach, zeby na 3 mole kwasu mrówkowego przypadalo okolo 1 mola chi¬ noliny, przyczem powstaje polaczenie zasa dy i kwasu w rodzaju soli. Z wytworzonej przytem mieszaniny soli podczas nastepu¬ jacej pózniej destylacji czastkowej, najle¬ piej pod zwyklem cisnieniem, przechodzi najpierw glówna ilosc wody z bardzo male- mi ilosciami -kwasu mrówkowego, a dopiero podczas dalszej, najlepief prózniowej de¬ stylacji, polaczonej z rozszczepieniem po¬ laczenia w rodzaju soli, przechodzi 90 -j- 99% kwas mrówkowy, natomiast dodana wysokowrzaca zasada organiczna pozostaje w naczyniu destylacyjnem.A wiec oba te sposoby róznia sie od siebie zasadniczo. Glówna róznica polega na tern, ze w znanym sposobie ciecz pory¬ wajaca przechodzi razem z woda i przynaj¬ mniej bezposrednio nie moze byc ponownie uzyta, podczas gdy wedlug niniejszego wy¬ nalazku dodana wysokowrzaca zasada or¬ ganiczna pozostaje w naczyniu destylacyj¬ nem i moze byc natychmiast uzyta ponow¬ nie, co stanowi bardzo cenna korzysc tech¬ niczna.Dalej znany jest równiez sposób o- trzymywania wysokoprocentowego kwasu mrówkowego z zawierajacego wode kwasu mrówkowego, polegajacy na tern, ze kwas mrówkowy traktuje sie zupelnie odwodnio- nemi solami, wiazacemi okreslona ilosc wody jako wode krystalizacyjna, jak np. siarczanem magnezu i siarczanem miedzi Soli tych nalezy uzyc takie ilosci, zeby wy¬ tworzyc trwale wodziany, poczem odwod¬ niony kwas oddestylowuje sie., Ten sposób nadaje sie praktycznie tylko do dalszego stezania juz okolo 90 -5- 99%- owego kwasu. Stosowanie tego sposobu do stezania bardziej rozcienczonych lub zupel¬ nie rozcienczonych roztworów kwasu mrów¬ kowego byloby nadzwyczaj nieekonomicz¬ ne, poniewaz do zwiazania tak duzej ilosci wody potrzebne bylyby ogromne ilosci od¬ powiednich soli, jak siarczanu magnezowe¬ go i siarczanu miedzi, któfeby bezposrednio nie byly zdatne do ponownego uzytku. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób stezania wodnego roztworu kwasu mrówkowego, znamienny tern, ze kwas poddaje sie bezposrednio destylacji czastkowej w obecnosci wysokowrzacych zasad organicznych, tworzacych z kwasem mrówkowym polaczenia o charakterze soli. zwlaszcza kwasne mrówczany, rozpadajace sie na zasade i kwas w wyzszej temperatu¬ rze lub w prózni, jak chinolina, lub w obec¬ nosci mieszaniny tego rodzaju zasad.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze najpierw calkowicie lub prawie cal¬ kowicie usuwa sie wode pod cisnieniem zwyklem, a nastepnie oddziela sie kwas mrówkowy od zasady, wzglednie zasad, za- pomoca czastkowej destylacji w prózni.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 lub 2f zna- — 3 —mienny tern, ze podczas oddestylowywania wody, korzystnie od chwili, gdy znaczniej¬ sze ilosci kwasu zaczynaja przechodzic z para wodna, wprowadza sie do kolumny frakcjonujacej, najlepiej w przeciwpradzie, wystarczajace do zwiazania wolnego kwasu ilosci wysokowrzacych zasad organicznych lub ich mieszanin albo odpowiednie ilosci jednomrówczanu.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tern, ze jako zasady stosuje sie chinaldyne, dwumetyloaniline, dwuetylo- aniline. Lonza E1ektr i z i tatswerke und chemische Fabriken Aktiengesellschaft, Zastepca: Inz. dypL M. Zoch, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL