RU2193522C2 - Способ получения пероксида лития - Google Patents

Способ получения пероксида лития Download PDF

Info

Publication number
RU2193522C2
RU2193522C2 RU2001101825/12A RU2001101825A RU2193522C2 RU 2193522 C2 RU2193522 C2 RU 2193522C2 RU 2001101825/12 A RU2001101825/12 A RU 2001101825/12A RU 2001101825 A RU2001101825 A RU 2001101825A RU 2193522 C2 RU2193522 C2 RU 2193522C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lithium
peroxide
solvent
lithium hydroxide
temperature
Prior art date
Application number
RU2001101825/12A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2001101825A (ru
Inventor
Н.Ф. Гладышев
Б.В. Путин
С.И. Симаненков
Ю.А. Ферапонтов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Тамбовский научно-исследовательский химический институт"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Тамбовский научно-исследовательский химический институт" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Тамбовский научно-исследовательский химический институт"
Priority to RU2001101825/12A priority Critical patent/RU2193522C2/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2193522C2 publication Critical patent/RU2193522C2/ru
Publication of RU2001101825A publication Critical patent/RU2001101825A/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение предназначено для химической промышленности и может быть использовано при получении поглотителей диоксида углерода и источников кислорода. Смешивают органический растворитель, например этанол, и моногидрат гидроксида лития, нагревают. При температуре на 5-10oС ниже температуры кипения растворителя добавляют 30% Н2О2. Мольное соотношение LiOH : Н2О2=1: (1,1-1,15). Осадок отфильтровывают, промывают органическим растворителем, сушат в вакуум-сушильном шкафу при 35-40oС 30-40 мин. Затем повышают температуру до 125-135oС и сушат продукт 8-9 ч. Остаточное давление в вакуум-сушильном шкафу - не более 30 мм рт.ст. В фильтрат и промывочный раствор добавляют безводный LiОН. Осадок отфильтровывают, термообрабатывают при 160-180oС. К регенерированному растворителю добавляют этанол. Полученную смесь подают на стадию смешивания с моногидратом гидроксида лития. Выход по литию за 5 циклов - 95,8-96,6 мас.%, продукт содержит 86-94 мас.% пероксида лития. 5 з.п.ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относится к способам получения пероксида лития, используемого как поглотитель диоксида углерода и источник кислорода.
Известны способы получения пероксида лития путем взаимодействия гидроксида лития с водным раствором пероксида водорода в среде органического растворителя [1, 2, 3, 4]. В качестве органического растворителя используют метиловый, этиловый, пропиловый или аллиловый спирты. Способы заключаются в приготовлении суспензии гидроксида лития и водного раствора пероксида водорода при определенном соотношении компонентов, осаждении образовавшегося перекисного соединения лития (обычно это дигидрат пероксогидрата пероксида лития Li2O2•H2O2•2H2O), отделении осадка фильтрованием, промывке осадка растворителем и термической дегидратации осадка под вакуумом.
Использование для синтеза пероксида лития органических растворителей способствует выводу воды из реакционной смеси за счет образования азеотропных смесей, что приводит к снижению содержания воды в образующемся осадке.
Однако в процессе синтеза в раствор частично переходит как исходный компонент - гидроксид лития, так и конечный продукт - пероксид лития, растворимость которого в водно-органических смесях достаточно высока. В результате увеличивается удельный расход растворителя на единицу конечного продукта - пероксида лития. Кроме того, снижается выход по литию, который в указанных способах составляет около 85%.
В целом расход растворителя и гидроксида лития в способах [1, 2, 3, 4] достаточно высок. Это обуславливается тем, что образующийся на стадии фильтрации фильтрат и промывочный раствор удаляются из технологического процесса в качестве отходов производства (не регенерируются). Это связано с тем, что фильтрат и промывочный раствор представляют собой трудно разделяемую смесь воды, растворителя и соединений лития. Таким образом, в способах [1, 2, 3, 4] в окружающую среду может быть выброшено около 15% начально взятых соединений лития, что не только экономически невыгодно, но и экологически вредно.
Возможность повторного использования растворителя в технологическом процессе может быть обеспечена только его отделением от воды.
Известен способ получения пероксида лития [5] взаимодействием гидроксида лития с водным раствором пероксида водорода в среде органического растворителя с последующим осаждением дигидрата пероксогидрата пероксида лития фильтрованием и термической дегидратацией осадка в вакууме. Для повторного использования (регенерации) растворителя осуществляют осаждение из фильтрата лития в виде карбоната путем введения в фильтрат безводного карбоната калия. Карбонат лития отделяют от фильтрата, растворитель возвращают на стадию взаимодействия гидроксида лития и пероксида водорода.
Однако введение в фильтрат карбоната калия приводит к накапливанию в фильтрате ионов калия и карбонат-анионов, что приводит к загрязнению конечного продукта - пероксида лития этими ионами и, следовательно, снижает массовую долю основного вещества. Кроме того, поскольку фильтрат содержит избыточную воду, которая не может быть полностью удалена введением карбоната калия, возвращаемый в цикл растворитель также содержит воду, что приводит, во-первых, к образованию осадка перекисного соединения лития, содержащего большое количество воды, во-вторых, требуется добавление дополнительного количества безводного растворителя с тем, чтобы интенсифицировать вывод воды из зоны реакции. Наряду с этим образующийся при обработке фильтрата карбонат лития не может быть возвращен в производственный цикл без дальнейшей переработки в гидроксид лития и поэтому удаляется в качестве отхода. Тем самым из цикла к циклу из процесса синтеза выводится имеющий достаточно высокую стоимость компонент - литий.
Таким образом, указанный процесс, хотя и позволяет снизить расход растворителя за счет возвращения его в цикл, не обеспечивает достаточно высокий выход по литию, в связи с чем является неэкономичным.
Задачей изобретения является повышение экономичности процесса.
Технический результат заключается в увеличении выхода по литию за счет снижения удельного расхода исходных компонентов на единицу конечного продукта и в повышении массовой доли основного вещества - пероксида лития в конечном продукте.
Дополнительным результатом является уменьшение отходов соединений лития и растворителя, что позволяет повысить экологическую безопасность производства.
Технический результат достигается тем, что в способе получения пероксида лития, включающем взаимодействие гидроксида лития с пероксидом водорода в среде органического растворителя, отделение дигидрата пероксогидрата пероксида лития фильтрованием, его термическую дегидратацию в вакууме и регенерацию растворителя, регенерацию растворителя осуществляют путем введения в фильтрат безводного гидроксида лития.
Такой прием позволяет удалить избыточную воду из фильтрата за счет ее взаимодействия с гидроксидом лития с образованием моногидрата гидроксида лития. Моногидрат гидроксида лития выпадает в осадок. Безводный растворитель, содержащий только непрореагировавший пероксид водорода и соединения лития, возвращается на стадию взаимодействия гидроксида лития и пероксида водорода. При этом регенерированный растворитель содержит только те компоненты, которые участвуют в реакции, и для проведения следующего синтеза необходимо только ввести в реакционную среду дополнительное количество этих компонентов, которое определяется простым расчетом.
Кроме того, для уменьшения расхода пероксида водорода в ходе синтеза смешение исходных компонентов целесообразно осуществлять при мольном соотношении гидроксид лития : пероксид водорода 1:(1,1-1,15).
Поскольку получаемый по данному способу пероксид лития может быть использован в качестве поглотителя диоксида углерода и источника кислорода, целесообразно получать конечный продукт не только с высокой массовой долой основного вещества, но и с высокой удельной поверхностью. Для этого взаимодействие гидроксида лития с пероксидом водорода в среде органического растворителя осуществляют при регулируемой температуре, при этом смесь гидроксида лития и органического растворителя нагревают до температуры кипения, после чего снижают температуру на 5-10oС и вводят в реакционную смесь пероксид водорода со скоростью, при которой температура реакционной смеси поддерживается постоянной. Наряду с этим термическую дегидратацию дигидрата пероксогидрата пероксида лития осуществляют также при регулирующей температуре, при этом вначале процесс проводят при температуре 35-40oС, а затем при температуре 125-135oС. Такой режим позволяет уменьшить вероятность перекристаллизации пероксида лития. Это способствует образованию мелкодисперсного, а следовательно, более реакционноспособного продукта.
Способ осуществляется следующим образом. Готовят реакционную смесь, содержащую моногидрат гидроксида лития и органический растворитель, в качестве которого могут быть использованы метиловый, этиловый, пропиловый или аллиловый спирты. Смесь готовят в обычном реакторе с мешалкой, снабженном рубашкой, в которую может подаваться теплоноситель или хладагент. Смесь нагревают до температуры кипения, выдерживают 15-20 минут, после чего снижают температуру реакционной смеси на 5-10oС.
К реакционной смеси после снижения температуры добавляют водный раствор пероксида водорода концентрации 30-98% в количестве, соответствующем мольному соотношению гидроксид лития : пероксид водорода 1:(1,1-1,15). Пероксид водорода вводят со скоростью, не вызывающей изменения температуры реакционной смеси. Полученную реакционную смесь выдерживают в течение 15-25 минут, после чего температуру реакционной смеси снижают до 15-20oС. Полученный продукт - дигидрат пероксогидрата пероксида лития отделяют от маточного раствора фильтрованием. Осадок промывают органическим растворителем и сушат в вакуум-сушильном шкафу при температуре 35-40oС в течение 30-40 минут. Затем температуру увеличивают до 125-135oС и сушат продукт в течение 8-9 часов. Остаточное давление в вакуум-сушильном шкафу не более 30 мм рт.ст.
Регенерацию органического растворителя проводят следующим образом: фильтрат и промывочный раствор смешивают с рассчитанным количеством безводного гидроксида лития. При этом мольное соотношение гидроксид лития : вода фильтрата и промывочного раствора целесообразно поддерживать в пределах 1,1: 1. Образующийся при этом моногидрат гидроксида лития отделяют фильтрованием. Осадок сушат при температуре от 160 до 180oС. Полученный после регенерации органический растворитель возвращают на первую стадию цикла, т.е. вновь смешивают с моногидратом гидроксида лития. Полученный после обезвоживания гидроксид лития используют в следующем цикле на стадии регенерации органического растворителя.
Пример 1
Смешивают 10,5 л этанола и 1250 г моногидрата гидроксида лития, реакционную смесь доводят до кипения, затем температуру смеси понижают до 75oС и добавляют 3,337 л 30-ного % пероксида водорода, поддерживая температуру реакционной смеси постоянной. Образовавшийся осадок отделяют фильтрованием, промывают двумя порциями этанола по 1,5 л, после чего сушат в вакуум-сушильном шкафу при температуре 35-40oС в течение 30-40 минут. Затем температуру увеличивают до 125-135oС и сушат продукт в течение 8-9 часов. Остаточное давление в вакуум-сушильном шкафу не более 30 мм рт.ст. Выход по литию составил 91%, конечный продукт содержал 93,4% пероксида лития. Для регенерации растворителя в фильтрат и промывочный раствор добавляют 4600 г гидроксида лития. Выпавший осадок моногидрата гидроксида лития отделяют фильтрованием и производят его дегидратацию при температуре от 160 до 180oС. После дегидратации масса безводного гидроксида лития составила около 4600 г (с учетом технологических потерь). К 13 л растворителя, оставшегося после регенерации, добавляют еще 0,5 л этанола и возвращают на первую стадию процесса, т.е. 10,5 л растворителя смешивают с 1250 г моногидрата гидроксида лития и проводят последующие операции по получению пероксида лития. При этом выход по литию увеличился до 98%. Конечный продукт содержал 93,4% пероксида лития.
Пример 2
Смешивают 10,5 л этанола и 1250 г моногидрата гидроокиси лития, реакционную смесь доводят до кипения, затем температуру понижают до 75oС и добавляют 3,489 л 30%-ного пероксида водорода. Далее процесс проводят, как в примере 1. Выход по литию составил 91,5%, конечный продукт содержал 94% пероксида лития. Для регенерации растворителя в фильтрат и промывочный раствор добавляют 4770 г гидроксида лития. Далее процесс проводят, как в примере 1. Выход по литию увеличился до 96%. Конечный продукт содержал 94% пероксида лития.
Пример 3
Смешивают 10,5 л этанола и 1250 г моногидрата гидроокиси лития, реакционную смесь доводят до кипения, затем температуру понижают до 75oС и добавляют 3,64 л 30%-ного пероксида водорода. Далее процесс проводят, как в примере 1. Выход по литию составил 91%, конечный продукт содержал 93,4% пероксида лития. Для регенерации растворителя в фильтрат и промывочный раствор добавляют 4943 г гидроксида лития. Далее процесс проводят, как в примере 1. Выход по литию увеличился до 98%. Конечный продукт содержал 93,4% пероксида лития.
Пример 4
Смешивают 10,5 л этанола и 1250 г моногидрата лития, реакционную смесь доводят до кипения, затем температуру понижают до 75oС и добавляют 3,03 л 30%-ного пероксида водорода. Далее процесс проводят, как в примере 1. Выход по литию составил 66%, конечный продукт содержал 87,3% пероксида лития. Для регенерации растворителя в фильтрат и промывочный раствор добавляют 4250 г гидроксида лития. Далее процесс проводят, как в примере 1. Выход по литию увеличился до 98%. Конечный продукт содержал 87,3% пероксида лития.
Пример 5
Смешивают 10,5 л этанола и 1250 г моногидрата гидроокиси лития, реакционную смесь доходят до кипения, затем температуру понижают до 75oС и добавляют 1,66 л 55%-ного пероксида водорода. Далее процесс проводят, как в примере 1. Выход по литию составил 92%, конечный продукт содержал 94,6% пероксида лития. Для регенерации растворителя в фильтрат и промывочный раствор добавляют 2122 г гидроксида лития. Далее процесс проводят, как в примере 1. Выход по литию увеличился до 98%. Конечный продукт содержал 94,6% пероксида лития.
Пример 6
Смешивают 10,5 л этанола и 1250 г моногидрата гидроокиси лития, реакционную смесь доводят до кипения, затем температуру понижают до 75oС и добавляют 3,489 л 30%-ного пероксида водорода. Далее процесс проводят, как в примере 1.
Выход по литию составил 87,4%, конечный продукт содержал 88,2% пероксида лития. Для регенерации растворителя в фильтрат и промывочный раствор добавляют 4250 г гидроксида лития. Далее процесс проводят, как в примере 1. Выход по литию увеличился до 98%. Конечный продукт содержал 88,2% пероксида лития.
Пример 7 (сравнительный)
Смешивают 10,5 л этанола и 1250 г моногидрата гидроокиси лития, реакционную смесь доводят до кипения, затем температуру понижают до 75oС и добавляют 3,489 л 30%-ного пероксида водорода, поддерживая температуру реакционной смеси постоянной. Образовавшийся осадок отделяют фильтрованием, промывают двумя порциями этанола по 1,5 л, после чего проводят вакуумную сушку. Выход по литию составил 31,5%, конечный продукт содержал 94% пероксида лития.
Результаты примеров представлены в таблице.
В таблице приведены результаты осуществления способа получения пероксида лития в течение 5 циклов. Расход растворителя за один цикл составил 0,5 л, а за 5 циклов - 2,5 л, в то время как без регенерации растворителя (пример 7) расход растворителя за те же 5 циклов составил 67,5 л. Как видно из примера 7, увеличился и расход гидроксида лития и пероксида водорода на единицу конечной продукции.
Литература
1. Патент США 2292358, НКИ 23-184, 1942 г.
2. Патент США 2488485, НКИ 23-184, 1949 г.
3. Патент США 3185546, НКИ 23-184, 1965 г.
4. Т.А. Добрынина, Перекись лития, М, Наука, 1964 г.
5. Патент США 3212850, НКИ 23-184, 1965 г.

Claims (6)

1. Способ получения пероксида лития, включающий взаимодействие гидроксида лития и пероксида водорода в среде органического растворителя, отделение дигидрата пероксогидрата пероксида лития фильтрованием, его термическую дегидратацию в вакууме и регенерацию растворителя, отличающийся тем, что регенерацию растворителя осуществляют путем введения в фильтрат безводного гидроксида лития.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что взаимодействие гидроксида лития и пероксида водорода осуществляют при их мольном соотношении 1: (1,1-1,15).
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что взаимодействие гидроксида лития с пероксидом водорода и термическую дегидратацию осуществляют при регулируемой температуре.
4. Способ по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что взаимодействие гидроксида лития и пероксида водорода осуществляют при температуре на 5-10oС ниже температуры кипения растворителя.
5. Способ по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что термическую дегидратацию дигидрата пероксогидрата пероксида лития осуществляют вначале при температуре 35-40oС, а затем при температуре 125-135oС.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют этанол.
RU2001101825/12A 2001-01-19 2001-01-19 Способ получения пероксида лития RU2193522C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001101825/12A RU2193522C2 (ru) 2001-01-19 2001-01-19 Способ получения пероксида лития

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001101825/12A RU2193522C2 (ru) 2001-01-19 2001-01-19 Способ получения пероксида лития

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2193522C2 true RU2193522C2 (ru) 2002-11-27
RU2001101825A RU2001101825A (ru) 2003-01-27

Family

ID=20245065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001101825/12A RU2193522C2 (ru) 2001-01-19 2001-01-19 Способ получения пероксида лития

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2193522C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465195C2 (ru) * 2010-11-17 2012-10-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Способ получения пероксида лития

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПОЗИН М.Е. Перекись водорода и перекисные соединения. - М.-Л.: Госхимиздат, 1951, с.296. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2465195C2 (ru) * 2010-11-17 2012-10-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Способ получения пероксида лития

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0403351B2 (fr) Procédé de préparation de l'acide ascorbique
US5852211A (en) Process for the conversion of the sodium salt of 2-keto-L-gulonic acid to the free acid
RU2367656C2 (ru) Способ производства чистого меламина
CA1079482A (en) Method of separating sulfuric acid from neutral sodium sulphate
RU2193522C2 (ru) Способ получения пероксида лития
SU957757A3 (ru) Способ получени перкарбоната натри
WO2004002885A1 (fr) Procede de fabrication de percarbonate de sodium
CA1070084A (en) Continuous crystallization process for preparing sodium carbonate peroxide
CN1270143A (zh) 高纯度氢氧化镁和它的制备方法
JPS5939719A (ja) 高純度炭酸リチウムの製造法
CN113816406B (zh) 一种环保型水滑石合成工艺
RU2322387C1 (ru) Способ получения пероксида лития
JPS599485B2 (ja) 炭酸ソ−ダの製造方法
US4374818A (en) Process for the preparation of alkali metal salts of imidodisulfonic acid
US4388291A (en) Process for the production of dithionites
US4904824A (en) Chemical process
US20220081307A1 (en) Process for producing salt from waste aqueous streams of organic peroxides production
CN112979450B (zh) 一种壬二酸氢铵的制备方法
CN112979451B (zh) 一种壬二酸氢铵的制备方法
CN114477249B (zh) 一种采用电石炉净化灰制备高纯氢氧化镁和硫酸钙的方法
JPH02117640A (ja) エーテルカルボキシレートの製造方法
JP3001097B1 (ja) ソルビン酸の製造法
RU2637694C2 (ru) Способ получения гипохлорита кальция при комплексной переработке природного поликомпонентного пересыщенного рассола хлоридного кальциево-магниевого типа
US1602802A (en) Manufacture of oxalates and oxalic acid
RU2183582C1 (ru) Способ получения калия фосфорно-кислого двузамещенного

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120120