Opublikowano: 29.11.1968 54827 KI. 12d, 1/04 MKPBOld Wspóltwórcy wynalazku: dr Friedrich Wolf, dypl. chem. Reinhard Bachmann Wlasciciel patentu: VEB Farbenfabrik Wolfen, Wolfen (Niemiecka Re¬ publika Demokratyczna) Sposób oddzielania kwasów od soli i/lub nieelektrolitów Wynalazek dotyczy sposobu oddzielania kwasów od soli i/lub od nieelektrolitów, rozpuszczalnych wspólnie w jakiejs cieczy, na przyklad w wodzie.Procesy rozdizialu kwasnych skladników roztwo¬ ru maja duze znaczenie techniczne zarówno przy otrzymywaniu kwasów jak i przy ich oczyszcza¬ niu. Znane sposoby przewiduja oddestylowanie kwasu z roztworu na zasadzie wiekszej jego lot¬ nosci niz reszta skladników roztworu. Sposób ten wymaga jednak skomplikowanej i odpornej na korozje aparatury, a takze znacznych nakladów energii, co proces czyni malo ekonomicznym. Dal¬ sza niedogodnoscia tej metody jest to, ze niektóre sole pod wplywem wysokiej temperatury ulegaja hydrolitycznemu rozkladowi. Inna znana metoda oddzielania kwasów od soli i/lub nieelektrolitów przewiduje wymrazanie soli z roztworu. Proces ten jednak mozna tylko prowadzic przy odpowiednich stezeniach i przy korzystnych warunkach krysta¬ lizacji. Poza tym rozdzial poszczególnych skladni¬ ków tym sposobem, nie jest nigdy ilosciowy.Sposób wedlug wynalazku umozliwia prawie calkowite oddzielenie kwasów od soli i/lub od nieelektrolitów, rozpuszczonych wspólnie w jakiejs cieczy. Sposób ten polega na tym, ze kwasy od¬ dziela sie droga dyfuzji przez przepone z wymie¬ niacza jonowego o wlasciwosciach selektywnego anionitu. W roztworze nie przedzielonym zadna przepona kwasy dyfunduja 2 do 3 razy szybciej 10 15 25 30 2 niz sole w takiej samej temperaturze i przy takiej samej róznicy stezenia.Jesli jednak umiesci sie przegrode o wlasnos¬ ciach selektywnego anionitu miedzy stezony i roz¬ cienczony roztwór w procesie dyfuzji stezeniowej z udzialem kwasu i soli, wtedy uzyskuje sie na podstawie specyficznego dzialania przegrody 10 do 15 razy wiekszej efekt rozdzielczy niz w procesie swobodnej dyfuzji stezeniowej. Jesli stezenie soli przy dyfuzji w ukladzie sól — kwas jest nizsze od 0,5 val/l, to mozna nawet kwas calkowicie od¬ dzielic od soli, poniewaz w tych warunkach sól nie dyfunduje przez przepone.Sposobem wedlug wynalazku mozna rozdzielac silne kwasy jak: HC1 HgSC^ i HNO,, od soli na przyklad od: Nad, MgCl2, CaCl2, KC1, MgS04, Na2S04, NaNOa. Szczególnie dobry efekt rozdziel¬ czy uzyskuje sie wtedy, kiedy sól zawiera 2-war- tosciowy kation. Metoda ta mozna równiez oddzie¬ lac kwas od nieelektrolitów, jak od gliceryny lub innych zwiazków organicznych skladajacych sie z wiekszej ilosci atomów wegla.Jako przepony w sposobie wedlug wynalazku stosuje sie blony ze sztucznych zywic o wlasnos¬ ciach selektywnych anionitów. Sa to znane amoni¬ ty z odpowiednich zywic otrzymanych na drodze kondensacji lub polimeryzacji z wbudowanymi ali¬ fatycznymi, aromatycznymi lub heterocyklicznymi anionami. Szczególnie przydatne sa aniono-wy- mienne przepony, które zbudowane sa z polime- 5482754827 rów styrenu, chlorostyrenu, alkilostyrenu i/lub alkoksystyrenu sieciowanych dwuwinylobenzenem lub butadienem, które wytworzono przez polime¬ ryzacje na jakims sztucznym lub szklanym wlók¬ nie, na przyklad miedzy dwoma poziomymi plyt¬ kami, a na koncu poddano procesowi chloromety- lowania i aminowania.Okazalo sie, ze korzystnie jest, gdy kopolimery- zacje prowadzi sie w temperaturach od 60°C do 80°C wobec nadtlenku benzoilu lub nitrylu kwasu azo-bis^izomaslowego w ilosci 0,05—0,5°/o wago¬ wych, natomiast chlorometylowanie otrzymanego kopolimeru zdjetego z plyt przeprowadza sie 4—12%-owym roztworem eteru mono-chlorodwu- metylowego w jakims obojetnym rozpuszczalniku organicznym, najlepiej w eterze naftowym w obecnosci katalizatora, a aminowanie przeprowa¬ dza sie w temperaturach lezacych ponizej 30°C, za pomoca rozcienczonego wodnego roztworu aminy.Urzadzenie do oddzielania kwaków sposobem wedlug wynalazku jest odpowiednikiem znanej aparatury do dializy. Aby uzyskac mozliwie jak najwieksza powierzchnie aktywna stosuje sie anio- noselektywnie dzialajace przegrody w urzadzeniu zbudowanym podobnie jak prasy filtracyjne. Rów¬ niez poleca sie przepuszczac obie ciecze, to jest roztwór do dializy i rozpuszczalnik do którego kwas ma dyfundowac w przeciwpradzie wzdluz obu stron przegrody.Sposób wedlug wynalazku objasniono za pomoca przykladów..Przyklad I. Oddzielanie kwasu przeprowa¬ dzano w aparaturze, zbudowanej jak prasy fil¬ tracyjne. Wzdluz przegród przepuszczano w prze¬ ciwpradzie na przemian roztwór do dializy i czy¬ sta wode. Uzyto amonitowych przegród z polime¬ ru styrenu usieciowanego dwuwinylo-benzenem w ilosci 3% wagowych. Grubosc przegród wynosila 0,075 cm. Dializie poddano roztwór zawierajacy w litrze 2 gramoi ównowazniki HC1 i 2 gramo¬ równowazniki NaCl. Przez przegrode przeszlo 1,4 mola „^ 0,07 mola _ ^ ^ . . , HC1 i NaCl. Stezenie kwasu godz. m2 godz. m2 solnego zostalo przeto okolo 20-krotnie zwiekszone w stosunku do stezenia NaCl.Przyklad II. W tej samej aparaturze diali¬ zowano roztwór zawierajacy w litrze 2 gramno- równowazniki HC1 i 0,5 gramorównowaznika NaCl.Sól NaCl w ogóle nie przechodzila przez prze- 1,48 mola pone. Dyfuzja HC1 wynosila HC1. godz. m2 Przyklad III. Dializowano roztwór zawiera¬ jacy 2 gramorównowazniki H2S04 i 2 gramorów¬ nowazniki MgS04. mola Dyfuzja H2S04 : 0,39 m2 godz mola Dyfuzja MgS04 : 0,0175 m2 godz Zawartosc HgS04 zostala zwiekszona 22 krotnie w stosunku do MgS04.Przyklad IV. Roztwór do dializy zawieral w litrze 2 gramorównowazniki gliceryny i 2 gra¬ morównowazniki H2S04. „ 0,36 mola _ Dyfuzja H2S04: H2S04 25 Dyfuzja gliceryny : 30 40 godz. m2 0,034 mola godz. ma Zawartosc H2S04 wzrosla 11-krotnie. gliceryny 1 PL