RU2230701C2 - Method for production of basic calcium superoxide (options) - Google Patents
Method for production of basic calcium superoxide (options) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2230701C2 RU2230701C2 RU2002115048/15A RU2002115048A RU2230701C2 RU 2230701 C2 RU2230701 C2 RU 2230701C2 RU 2002115048/15 A RU2002115048/15 A RU 2002115048/15A RU 2002115048 A RU2002115048 A RU 2002115048A RU 2230701 C2 RU2230701 C2 RU 2230701C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dehydration
- diperoxosolvate
- calcium peroxide
- calcium
- temperature
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Группа изобретений относится к способам получения супероксидов щелочноземельных металлов, в частности основного супероксида кальция.The group of inventions relates to methods for producing superoxides of alkaline earth metals, in particular basic calcium superoxide.
Основной супероксид кальция может быть использован как источник кислорода, в том числе как перспективный заменитель супероксида калия в системах регенерации воздуха.Basic calcium superoxide can be used as an oxygen source, including as a promising substitute for potassium superoxide in air regeneration systems.
Известен способ получения основного супероксида кальция, Са(ОН)О2, путем дегидратации дипероксосольвата пероксида кальция (1). Дипероксосольват пероксида кальция, CaO2·2H2О2, получают путем взаимодействия октагидрата пероксида кальция, CaO2·8H2О, или гидроксида кальция, Са(ОН)2, с 63-95%-ным раствором пероксида водорода при десяти-двадцатикратном мольном избытке пероксида водорода. Образовавшийся дипероксосольват пероксида кальция отфильтровывают. Осадок подвергают дегидратации в тонком слое (1 мм) при давлении 10-1-10-2 мм рт.ст. при температуре 20-50°С.A known method of producing basic calcium superoxide, Ca (OH) O 2 , by dehydration of calcium peroxide diperoxosolvate (1). Calcium peroxide diperoxosolvate, CaO 2 · 2H 2 O 2 , is obtained by reacting calcium peroxide octahydrate, CaO 2 · 8H 2 O, or calcium hydroxide, Ca (OH) 2 , with a 63-95% hydrogen peroxide solution at ten to twenty times molar excess of hydrogen peroxide. The resulting calcium peroxide diperoxosolvate is filtered off. The precipitate is subjected to dehydration in a thin layer (1 mm) at a pressure of 10 -1 -10 -2 mm Hg at a temperature of 20-50 ° C.
Такой способ позволяет получить лишь малое количество основного супероксида кальция, которое может быть использовано только в экспериментальных целях. Получение основного супероксида кальция в значительных количествах, удовлетворяющих потребности промышленности, указанным способом невозможно из-за его низкой производительности, обусловленной необходимостью проведения дегидратации в тонком слое вещества. Увеличение же массы подвергаемого дегидратации дипероксосольвата пероксида кальция или толщины слоя вещества приводит к снижению чистоты целевого продукта.This method allows you to get only a small amount of basic calcium superoxide, which can be used only for experimental purposes. Obtaining basic calcium superoxide in significant quantities, satisfying the needs of industry, in this way is impossible because of its low productivity, due to the need for dehydration in a thin layer of a substance. An increase in the mass of the calcium peroxide diperoxosolvate undergoing dehydration or the layer thickness of the substance leads to a decrease in the purity of the target product.
Задачей группы изобретений является создание промышленной технологии получения основного супероксида кальция.The task of the group of inventions is to create an industrial technology for the production of basic calcium superoxide.
Техническим результатом группы изобретений является повышение производительности процесса получения основного супероксида кальция высокой чистоты.The technical result of the group of inventions is to increase the productivity of the process of obtaining basic calcium superoxide of high purity.
Технический результат по первому варианту изобретения достигается тем, что в способе получения основного супероксида кальция путем дегидратации дипероксосольвата пероксида кальция дегидратацию осуществляют при давлении 10,0-1,0·10-2 мм рт.ст. и температуре 0-160°С, при этом в течение цикла дегидратации температуру регулируют в зависимости от давления в реакционной зоне.The technical result according to the first embodiment of the invention is achieved by the fact that in the method for producing basic calcium superoxide by dehydration of calcium peroxide diperoxosolvate, dehydration is carried out at a pressure of 10.0-1.0 · 10 -2 mm Hg and a temperature of 0-160 ° C, while during the dehydration cycle, the temperature is regulated depending on the pressure in the reaction zone.
Указанный режим дегидратации дипероксосольвата пероксида кальция позволяет, во-первых, интенсифицировать процесс удаления паров воды и свободного пероксида водорода, во-вторых, осуществлять управление реакцией диспропорционирования для исключения возможности протекания в большой массе вещества реакции взаимодействия паров воды с образующимся основным супероксидом кальция и предотвращения реакции разложения пероксосольвата до пероксида кальция.The specified mode of dehydration of calcium peroxide diperoxosolvate allows, firstly, to intensify the process of removing water vapor and free hydrogen peroxide, and secondly, to control the disproportionation reaction to exclude the possibility of a large mass of a substance reacting water vapor with the resulting basic calcium superoxide and preventing the reaction decomposition of peroxosolvate to calcium peroxide.
В частном случае выполнения изобретения дегидратацию дипероксосольвата пероксида кальция осуществляют при указанных режимах с дополнительным введением в реакционную зону поглотителя паров воды, например цеолита, силикагеля и т.п.In the particular case of the invention, the dehydration of calcium peroxide diperoxosolvate is carried out under the indicated conditions with the additional introduction of water vapor, for example, zeolite, silica gel, etc. into the reaction zone of the absorber.
В другом частном случае выполнения изобретения дегидратацию дипероксосольвата пероксида кальция осуществляют при указанных режимах с дополнительной обработкой дипероксосольвата пероксида кальция перед дегидратацией охлажденной безводной инертной полярной жидкостью, например изопропиловым спиртом, для удаления воды и пероксида водорода.In another particular embodiment of the invention, the dehydration of calcium peroxide dioloxosolvate is carried out under the indicated conditions with the additional treatment of calcium peroxide dioloxosolvate before dehydration with a cooled anhydrous inert polar liquid, for example, isopropyl alcohol, to remove water and hydrogen peroxide.
В другом частном случае выполнения варианта изобретения используют одновременно два приема: обрабатывают дипероксосольват пероксида кальция перед дегидратацией охлажденной безводной инертной полярной жидкостью, например изопропиловым спиртом, для удаления воды и пероксида водорода и вводят в реакционную зону поглотитель паров воды, например цеолит, силикагель и т.п.In another particular embodiment of the invention, two methods are used simultaneously: they treat the calcium peroxide diperoxosolvate before dehydration with a cooled anhydrous inert polar liquid, for example isopropyl alcohol, to remove water and hydrogen peroxide, and a water vapor absorber, for example zeolite, silica gel, etc., is introduced into the reaction zone. P.
Приемы, указанные в частных случаях выполнения изобретения, способствуют сокращению длительности процесса дегидратации без снижения чистоты целевого продукта.The techniques indicated in particular cases of the invention, contribute to reducing the duration of the dehydration process without reducing the purity of the target product.
Указанный технический результат достигается вторым вариантом изобретения, согласно которому в способе получения основного супероксида кальция путем дегидратации дипероксосольвата пероксида кальция дегидратацию осуществляют путем сублимации при давлении 1·10-1-1·10-3 мм рт.ст.The specified technical result is achieved by the second embodiment of the invention, according to which, in the method for producing basic calcium superoxide by dehydration of the calcium peroxide diperoxosolvate, dehydration is carried out by sublimation at a pressure of 1 · 10 -1 -1 · 10 -3 mm Hg
Такой режим дегидратации дипероксосольвата пероксида кальция позволяет исключить возможность протекания в большой массе вещества реакций взаимодействия свободной воды с образовавшимся основным супероксидом кальция и образования пероксида кальция, поскольку влажный дипероксосольват пероксида кальция перед дегидратацией замораживают при температуре ниже минус 15°С, после чего вакуумируют.This mode of dehydration of calcium peroxide diperoxosolvate eliminates the possibility of a large mass of the substance reacting with free water to form the main calcium superoxide and the formation of calcium peroxide, since wet calcium peroxide diperoxosolvate is frozen before dehydration at a temperature below minus 15 ° С and then vacuum.
В частном случае выполнения варианта изобретения дегидратацию дипероксосольвата пероксида кальция осуществляют путем сублимации при давлении 1·10-1-1·10-3 мм рт.ст. с дополнительным введением в реакционную зону поглотителя паров воды, например цеолита, силикагеля и т.п.In the particular case of the embodiment of the invention, the dehydration of calcium peroxide diperoxosolvate is carried out by sublimation at a pressure of 1 · 10 -1 -1 · 10 -3 mm Hg with the additional introduction of water vapor, for example zeolite, silica gel, etc. into the reaction zone of the absorber.
В другом частном случае выполнения изобретения дегидратацию дипероксосольвата пероксида кальция осуществляют путем сублимации при давлении 1·10-1-1·10-3 мм рт.ст. с дополнительной обработкой дипероксосольвата пероксида кальция перед дегидратацией охлажденной безводной инертной полярной жидкостью, например изопропиловым спиртом, для удаления воды и пероксида водорода.In another particular embodiment of the invention, the dehydration of calcium peroxide diperoxosolvate is carried out by sublimation at a pressure of 1 · 10 -1 -1 · 10 -3 mm RT.article with additional treatment of the calcium peroxide diperoxosolvate before dehydration with a cooled anhydrous inert polar liquid, for example isopropyl alcohol, to remove water and hydrogen peroxide.
В другом частном случае выполнения варианта изобретения дегидратацию дипероксосольвата пероксида кальция осуществляют путем сублимации при давлении 1·10-1-1·10-3 мм рт.ст. и используют одновременно два приема: обрабатывают дипероксосольват пероксида кальция перед дегидратацией охлажденной безводной инертной полярной жидкостью, например изопропиловым спиртом, для удаления воды и пероксида водорода и вводят в реакционную зону поглотитель паров воды, например цеолит, силикагель и т.п.In another particular embodiment of the invention, the dehydration of calcium peroxide diperoxosolvate is carried out by sublimation at a pressure of 1 · 10 -1 -1 · 10 -3 mm Hg and two methods are used simultaneously: the calcium peroxide diperoxosolvate is treated before dehydration with a cooled anhydrous inert polar liquid, for example isopropyl alcohol, to remove water and hydrogen peroxide, and a water vapor absorber, for example, zeolite, silica gel, etc., is introduced into the reaction zone.
Указанные дополнительные приемы способствуют сокращению длительности процесса дегидратации без снижения чистоты целевого продукта.These additional techniques help to reduce the duration of the dehydration process without reducing the purity of the target product.
Указанный технический результат достигается третьим вариантом изобретения, согласно которому в способе получения основного супероксида кальция путем дегидратации дипероксосольвата пероксида кальция дегидратацию осуществляют при атмосферном давлении при температуре 0-200°С в потоке осушенного, свободного от диоксида углерода газа. Предпочтительно таким газом является азот, аргон или воздух, свободный от CO2.The specified technical result is achieved by the third embodiment of the invention, according to which, in a method for producing basic calcium superoxide by dehydration of calcium peroxide diperoxosolvate, dehydration is carried out at atmospheric pressure at a temperature of 0-200 ° C. in a stream of dried carbon dioxide-free gas. Preferably, the gas is nitrogen, argon, or CO 2 free air.
Такой режим дегидратации способствует интенсификации удаления паров воды из зоны реакции и, соответственно, снижает возможность протекания реакции гидролиза основного супероксида кальция.This dehydration regimen promotes the intensification of the removal of water vapor from the reaction zone and, accordingly, reduces the possibility of hydrolysis of the main calcium superoxide.
В частном случае выполнения варианта изобретения дегидратацию дипероксосольвата пероксида кальция осуществляют при атмосферном давлении при температуре 0-200°С в потоке осушенного газа с дополнительной обработкой дипероксосольвата пероксида кальция перед дегидратацией охлажденной безводной инертной полярной жидкостью, например изопропиловым спиртом, для удаления воды и пероксида водорода.In the particular case of the embodiment of the invention, the dehydration of calcium peroxide dihydroxy solvate is carried out at atmospheric pressure at a temperature of 0-200 ° C in a stream of dried gas with an additional treatment of calcium peroxide dioxy solvate before dehydration with a cooled anhydrous inert polar liquid, for example, isopropyl alcohol, to remove water and hydrogen peroxide.
В другом частном случае выполнения варианта изобретения дегидратацию дипероксосольвата пероксида кальция осуществляют при атмосферном давлении при температуре 0-200°С в потоке осушенного газа с дополнительным введением в реакционную зону поглотителя паров воды, например цеолита, силикагеля и т.п.In another particular embodiment of the invention, the dehydration of calcium peroxide diperoxosolvate is carried out at atmospheric pressure at a temperature of 0-200 ° C in a stream of dried gas with additional introduction of water vapor, for example zeolite, silica gel, etc. into the reaction zone.
В другом частном случае выполнения варианта изобретения дегидратацию дипероксосольвата пероксида кальция осуществляют при атмосферном давлении при температуре 0-200°С в потоке осушенного газа с дополнительной обработкой дипероксосольвата пероксида кальция перед дегидратацией охлажденной безводной инертной полярной жидкостью, например изопропиловым спиртом, для удаления воды и пероксида водорода и с дополнительным введением в реакционную зону поглотителя паров воды, например цеолита, силикагеля и т.п.In another particular embodiment of the invention, the dehydration of calcium peroxide dioloxosolvate is carried out at atmospheric pressure at a temperature of 0-200 ° C in a stream of dried gas with an additional treatment of calcium peroxide dioloxosolvate before dehydration with a cooled anhydrous inert polar liquid, for example, isopropyl alcohol, to remove water and hydrogen peroxide and with the additional introduction into the reaction zone of the scavenger of water vapor, for example zeolite, silica gel, etc.
Способ (его варианты) осуществляется следующим образом. Дипероксосольват пероксида кальция получают обычным способом - взаимодействием гидроксида кальция, или октагидрата пероксида кальция, или пероксида кальция с пероксидом водорода при комнатной температуре или при температуре, близкой к 0°С. Концентрация пероксида водорода составляет 63-95%, стехиометрический избыток пероксида водорода по отношению к исходным соединениям кальция составляет 4-30 молей. Выбор исходного соединения кальция обусловлен только возможностями изготовителя и на последующие операции процесса не влияет.The method (its options) is as follows. Calcium peroxide diperoxosolvate is prepared in the usual way — by reacting calcium hydroxide, or calcium peroxide octahydrate, or calcium peroxide with hydrogen peroxide at room temperature or at a temperature close to 0 ° C. The concentration of hydrogen peroxide is 63-95%, the stoichiometric excess of hydrogen peroxide with respect to the starting calcium compounds is 4-30 moles. The choice of the initial calcium compound is determined solely by the manufacturer's capabilities and is not affected by subsequent process operations.
Полученный при синтезе осадок дипероксосольвата пероксида кальция отфильтровывают обычными способами. Осадок подвергают дегидратации.The precipitate obtained from the synthesis of the calcium peroxide diperoxosolvate is filtered off by conventional methods. The precipitate is subjected to dehydration.
По первому варианту изобретения дегидратацию дипероксосольвата пероксида кальция осуществляют в обычном вакуумном реакторе, снабженном рубашкой. В реактор помещают термопару для регистрации температуры в зоне реакции. Параметры реакции (температура, давление) регистрируют контрольно-измерительными приборами. Для этого процесса может быть использован промышленный вакуумный реактор. (В настоящей работе применялся малогабаритный нестандартный вакуумный реактор). Перемешивание слоя порошка осуществляют за счет вращения реактора. Температуру в реакторе создают путем подачи жидкости (в данном случае тосола) в рубашку реактора из термостата.According to a first embodiment of the invention, the dehydration of calcium peroxide diperoxosolvate is carried out in a conventional jacketed vacuum reactor. A thermocouple is placed in the reactor to record the temperature in the reaction zone. Reaction parameters (temperature, pressure) are recorded by instrumentation. An industrial vacuum reactor can be used for this process. (In this work, a small-sized non-standard vacuum reactor was used). Mixing of the powder layer is carried out due to the rotation of the reactor. The temperature in the reactor is created by supplying a liquid (in this case, antifreeze) to the reactor jacket from a thermostat.
Осадок дипероксосольвата пероксида кальция помещают в реакционную камеру вакуумного реактора при температуре ниже 20°С, предпочтительно 0-10°С. Вещество откачивают при этой температуре до остаточного давления 5,0-1·10-1 (5,0-0,1) мм рт.ст. (предпочтительно до остаточного давления 5·10-1-1·10-1, после чего повышают температуру до 160°С, предпочтительно до 100-115°С, при этом повышение температуры осуществляют постепенно в зависимости от давления в реакционной камере (предпочтительно давление в реакционной камере должно быть ниже 5·10-l мм рт. ст.). Время начала подъема температур определяют по давлению, поскольку наблюдается зависимость от массы загружаемого дипероксосольвата пероксида кальция. Зависимость между давлением в реакционной камере и температурой устанавливают предварительно экспериментальным путем. На основании экспериментальных данных строят соответствующий график, с помощью которого осуществляют регулирование температуры во всех циклах дегидратации дипероксосольвата пероксида кальция. При наличии соответствующего оборудования регулирование температуры дегидратации может быть осуществлено автоматически с помощью микропроцессора.The precipitate of calcium peroxide diperoxosolvate is placed in the reaction chamber of a vacuum reactor at a temperature below 20 ° C, preferably 0-10 ° C. The substance is pumped out at this temperature to a residual pressure of 5.0-1 · 10 -1 (5.0-0.1) mm Hg. (preferably to a residual pressure of 5 · 10 -1 -1 · · 10 -1 , after which the temperature is increased to 160 ° C, preferably to 100-115 ° C, while the temperature is increased gradually depending on the pressure in the reaction chamber (preferably in the reaction chamber should be lower than 5 · 10 -l mm Hg.). The time of the start of temperature rise is determined by pressure, since there is a dependence on the mass of the charged calcium peroxide diperoxosolvate. A relationship is established between the pressure in the reaction chamber and the temperature On the basis of the experimental data, an appropriate schedule is built, with the help of which temperature is controlled in all cycles of calcium peroxide diperoxosolvate dehydration. If the appropriate equipment is available, the dehydration temperature can be controlled automatically using a microprocessor.
Длительность дегидратации составляет от 8 до 50 ч в зависимости от массы загружаемого дипероксосольвата пероксида кальция (от 100 до 1000 г). По окончании процесса дегидратации продукт выгружают и проводят его анализ на содержание целевого вещества - основного супероксида кальция.The duration of dehydration is from 8 to 50 hours, depending on the weight of the loaded calcium peroxide diperoxosolvate (from 100 to 1000 g). At the end of the dehydration process, the product is unloaded and its analysis is carried out for the content of the target substance - the main calcium superoxide.
Для сокращения длительности процесса дегидратация может быть проведена в присутствии поглотителя паров воды. Для этого в реакционную камеру наряду с дипероксосольватом пероксида кальция помещают поглотитель паров воды, например цеолит, силикагель и т.п., при этом поглотитель паров воды не приводится в контакт с дипероксосольватом пероксида кальция, но размещается вблизи слоя вещества, например, в сетке или др. проницаемом для паров воды материале. Длительность дегидратации в этом случае может быть сокращена на 5-10 ч.To reduce the duration of the process, dehydration can be carried out in the presence of an absorber of water vapor. To do this, in addition to the calcium peroxide diperoxosolvate, a water vapor absorber, for example, zeolite, silica gel, etc., is placed in the reaction chamber, while the water vapor absorber is not brought into contact with the calcium peroxide diplexolate, but is placed near the layer of the substance, for example, in a network or other water vapor permeable material. The duration of dehydration in this case can be reduced by 5-10 hours.
Также для сокращения длительности процесса дегидратация дипероксосольвата пероксида кальция может быть проведена после его обработки изопропиловым спиртом или другой неполярной жидкостью. Для этого осадок дипероксосольвата пероксида кальция, полученный после фильтрования, промывают изопропиловым спиртом, примерно в соотношении 1:5 или более. Изопропиловый спирт удаляет избыток свободной воды, пероксида водорода и изменяет размер частиц от 0,3 мм до 0,01 мм.Also, to reduce the duration of the process, the dehydration of calcium peroxide diperoxosolvate can be carried out after treatment with isopropyl alcohol or other non-polar liquid. For this, the precipitate of calcium peroxide diperoxosolvate obtained after filtration is washed with isopropyl alcohol, in a ratio of about 1: 5 or more. Isopropyl alcohol removes excess free water, hydrogen peroxide and changes the particle size from 0.3 mm to 0.01 mm.
Предпочтительно использовать обработку дипероксосольвата пероксида кальция изопропиловым спиртом в случае использования в качестве исходного компонента для синтеза дипероксосольвата пероксида кальция октагидратапероксида кальция, CaО2·8H2O.It is preferable to use the treatment of calcium peroxide diperoxosolvate with isopropyl alcohol if calcium octahydrate peroxide, CaO 2 · 8H 2 O is used as a starting component for the synthesis of calcium peroxide diperoxosolvate.
Также для сокращения длительности процесса могут быть использованы в одном опыте две дополнительные операции: обработка дипероксосольвата пероксида кальция перед сушкой изопропиловым спиртом или др. неполярной жидкостью, а непосредственно дегидратацию проводить в присутствии поглотителя паров воды.Also, to reduce the duration of the process, two additional operations can be used in one experiment: treatment of the calcium peroxide diperoxosolvate before drying with isopropyl alcohol or other non-polar liquid, and dehydration is carried out directly in the presence of a water vapor absorber.
По второму варианту изобретения дегидратацию дипероксосольвата пероксида кальция осуществляют в промышленной лиофилизационной сушилке типа LZ-30.2 или любой другой, обеспечивающей сублимационный процесс в вакууме.According to a second embodiment of the invention, the dehydration of calcium peroxide diperoxosolvate is carried out in an industrial lyophilization dryer type LZ-30.2 or any other that provides a freeze-drying process in a vacuum.
Осадок дипероксосольвата пероксида кальция замораживают при температуре ниже минус 15°С, помещают в сублимационную камеру при температуре ниже минус 10°С либо замораживание проводят непосредственно в сублимационной камере. Камеру с веществом откачивают при этой температуре до остаточного давления 5,0-8·10-1 мм рт.ст., после чего повышают температуру до 80°С или выше, исходя из возможностей сублимационной установки, предпочтительно до 100-115°С, при этом повышение температуры осуществляют постепенно в зависимости от давления в реакционной камере (предпочтительно давление в реакционной камере должно быть ниже 5·10-1 мм рт.ст.).The precipitate of calcium peroxide diperoxosolvate is frozen at a temperature below minus 15 ° C, placed in a sublimation chamber at a temperature below minus 10 ° C, or freezing is carried out directly in a sublimation chamber. The chamber with the substance is pumped out at this temperature to a residual pressure of 5.0-8 · 10 -1 mm Hg, after which the temperature is raised to 80 ° C or higher, based on the capabilities of the sublimation unit, preferably to 100-115 ° C, wherein the temperature increase is carried out gradually depending on the pressure in the reaction chamber (preferably, the pressure in the reaction chamber should be below 5 · 10 -1 mm Hg).
Время вакуумирования при различных температурах определяют по давлению, поскольку наблюдается зависимость от массы загружаемого дипероксосольвата пероксида кальция. Зависимость между давлением в реакционной камере и температурой устанавливают предварительно экспериментальным путем. На основании экспериментальных данных строят соответствующий график, с помощью которого осуществляют регулирование температуры во всех циклах дегидратации дипероксосольвата пероксида кальция. При наличии соответствующего оборудования регулирование температуры дегидратации может быть осуществлено автоматически, с помощью микропроцессора, либо по программе сушки, заложенной в установке.The evacuation time at different temperatures is determined by pressure, since there is a dependence on the mass of the loaded calcium peroxide diperoxosolvate. The relationship between the pressure in the reaction chamber and the temperature is preliminarily determined experimentally. Based on the experimental data, a corresponding schedule is built, with the help of which temperature is controlled in all cycles of calcium peroxide diperoxosolvate dehydration. If you have the appropriate equipment, the dehydration temperature can be controlled automatically, using a microprocessor, or according to the drying program incorporated in the installation.
Длительность дегидратации составляет от 15 до 50 ч в зависимости от массы загружаемого дипероксосольвата пероксида кальция (от 10 до 1000 г). По окончании процесса дегидратации продукт выгружают и проводят его анализ на содержание целевого вещества - основного супероксида кальция.The duration of dehydration is from 15 to 50 hours, depending on the weight of the loaded calcium peroxide diperoxosolvate (from 10 to 1000 g). At the end of the dehydration process, the product is unloaded and its analysis is carried out for the content of the target substance - the main calcium superoxide.
Для сокращения длительности процесса дегидратация может быть проведена в присутствии поглотителя паров воды. Для этого в сублимационную камеру наряду с дипероксосольватом пероксида кальция помещают поглотитель паров воды, например цеолит, силикагель и т.п., при этом поглотитель паров воды не приводится в контакт с дипероксосольватом пероксида кальция, но размещается вблизи слоя вещества, например, в сетке или др. проницаемом для паров воды материале. Длительность дегидратации в этом случае может быть сокращена на 5-10 ч.To reduce the duration of the process, dehydration can be carried out in the presence of an absorber of water vapor. To do this, in addition to the calcium peroxide diperoxosolvate, a water vapor absorber, for example, zeolite, silica gel, etc., is placed in the sublimation chamber, while the water vapor absorber is not brought into contact with the calcium peroxide diplexolate, but is placed near the layer of the substance, for example, in a grid or other water vapor permeable material. The duration of dehydration in this case can be reduced by 5-10 hours.
Также для сокращения длительности процесса дегидратация дипероксосольвата пероксида кальция может быть проведена после его предварительной обработки изопропиловым спиртом или другой неполярной жидкостью. Для этого осадок дипероксосольвата пероксида кальция, полученный после фильтрования, промывают небольшим количеством изопропилового спирта, примерно в соотношении 1:5 или более. Изопропиловый спирт удаляет избыток свободной воды, пероксида водорода и изменяет размер частиц от 0,3 мм до 0,01 мм.Also, to reduce the duration of the process, the dehydration of calcium peroxide diperoxosolvate can be carried out after its preliminary treatment with isopropyl alcohol or other non-polar liquid. For this, the precipitate of calcium peroxide diperoxosolvate obtained after filtration is washed with a small amount of isopropyl alcohol, approximately in the ratio of 1: 5 or more. Isopropyl alcohol removes excess free water, hydrogen peroxide and changes the particle size from 0.3 mm to 0.01 mm.
Предпочтительно использовать обработку дипероксосольвата пероксида кальция изопропиловым спиртом в случае использования в качестве исходного компонента для синтеза дипероксосольвата пероксида кальция октагидрата пероксида кальция, CaO2·8H2O.It is preferable to use the treatment of calcium peroxide diperoxosolvate with isopropyl alcohol if calcium peroxide octahydrate, CaO 2 · 8H 2 O is used as a starting component for the synthesis of calcium peroxide diperoxosolvate.
Также для сокращения длительности процесса могут быть использованы в одном опыте две дополнительные операции: обработка дипероксосольвата пероксида кальция перед сушкой изопропиловым спиртом или другой неполярной жидкостью, а непосредственно дегидратацию проводить в присутствии поглотителя паров воды.Also, to reduce the duration of the process, two additional operations can be used in one experiment: treatment of the calcium peroxide diperoxosolvate before drying with isopropyl alcohol or another non-polar liquid, and dehydration is carried out directly in the presence of a water vapor absorber.
По третьему варианту изобретения дегидратацию дипероксосольвата пероксида кальция осуществляют в реакторе с динамическим потоком осушенного свободного от диоксида углерода газа при температуре 0-200°С (предпочтительно 25-120°С). В этом способе может быть использован обычный вакуумный реактор с подвижным слоем, снабженный устройством для подачи газа. Скорость потока газа зависит от массы загружаемого дипероксосольвата пероксида кальция и может находиться в пределах от 5 до 50 л/мин или более, если использовать реакторы большого объема (более 20 л). Скорость потока в каждом конкретном случае устанавливается экспериментально или рассчитывается применительно к массе и объему реактора. Температура газового потока обеспечивается любым источником тепла. Возможно применение микроволновых источников для дегидратации дипероксосольвата пероксида кальция в потоке осушенного газа.According to a third embodiment of the invention, the dehydration of calcium peroxide diperoxosolvate is carried out in a reactor with a dynamic stream of dried carbon dioxide-free gas at a temperature of 0-200 ° C (preferably 25-120 ° C). In this method, a conventional moving bed vacuum reactor equipped with a gas supply device can be used. The gas flow rate depends on the mass of the charged calcium peroxide diperoxosolvate and can be in the range of 5 to 50 l / min or more if large volume reactors (more than 20 l) are used. The flow rate in each case is established experimentally or calculated in relation to the mass and volume of the reactor. The temperature of the gas stream is provided by any source of heat. It is possible to use microwave sources for the dehydration of calcium peroxide diperoxosolvate in a stream of dried gas.
Анализ конечного продукта проводился обычными методами, в том числе использовали химические и физико-химические методы анализа.The analysis of the final product was carried out by conventional methods, including the use of chemical and physicochemical methods of analysis.
Полный химический анализ конечного продукта проводили следующим способом. Содержание основного супероксида кальция рассчитывали по количеству выделенного молекулярного кислорода по реакции анализируемого вещества с водой согласно уравнениюA complete chemical analysis of the final product was carried out as follows. The content of basic calcium superoxide was calculated by the amount of molecular oxygen released from the reaction of the analyte with water according to the equation
Для определения количества выделенного кислорода навеску вещества 0,2-0,4 г разлагали в 10 мл воды в легком тонкостенном приборе, по конструкции сходным с аппаратом Киппа. Образующийся газообразный кислород выходил в атмосферу через патрубок, заполненный ангидроном для поглощения влаги. Количество кислорода рассчитывали по убыли массы образца. Образующийся по реакции и имеющийся в продукте пероксидный кислород (
Общее содержание кальция определяли тригонометрически после разложения пероксидных соединений, содержание карбоната кальция - по методу Фрезениуса кипячением навески образца в солянокислой среде. Содержание Н2О2 и Н2О определяли термогравиметрически.The total calcium content was determined trigonometrically after decomposition of peroxide compounds, the content of calcium carbonate was determined by the Fresenius method by boiling a sample of the sample in hydrochloric acid medium. The contents of H 2 O 2 and H 2 O were determined thermogravimetrically.
Пример 1.1000-3100 г октагидрата пероксида кальция смешивают с расчетным количеством 30-95%-ного раствора пероксида водорода при минус 10 - плюс 20°С, выдерживают 2-10 ч при температуре минус 10 - плюс 20°С, после чего осадок отделяют на фильтре, получают 500-1500 г дипероксосольвата пероксида кальция.Example 1.1000-3100 g of calcium peroxide octahydrate is mixed with a calculated amount of a 30-95% hydrogen peroxide solution at minus 10 - plus 20 ° C, incubated for 2-10 hours at a temperature of minus 10 - plus 20 ° C, after which the precipitate is separated by filter, receive 500-1500 g of calcium peroxide diperoxosolvate.
Пример 2. 630 г дипероксосольвата пероксида кальция, полученного по примеру 1, помещают в вакуумный реактор при температуре 0°С и вакуумируют при температуре 0-10°С до остаточного давления 5-1·10-1 мм рт.ст. или ниже (примерно 40 ч), после чего повышают температуру до 160°С при том же давлении или ниже (примерно 8-10 ч). Масса сухого продукта составляет 390 г. Чистота основного супероксида кальция составляет 70%.Example 2. 630 g of the calcium peroxide diperoxosolvate obtained in Example 1 are placed in a vacuum reactor at a temperature of 0 ° C and vacuum at a temperature of 0-10 ° C to a residual pressure of 5-1 · 10 -1 mm Hg or lower (about 40 hours), after which the temperature is raised to 160 ° C at the same pressure or lower (about 8-10 hours). The dry weight of the product is 390 g. The purity of the basic calcium superoxide is 70%.
Пример 3. 750 г дипероксосольвата пероксида кальция, полученного по примеру 1, помещают в вакуумный реактор при температуре 0-5°С, также в реактор помещают 1500 г цеолита и вакуумируют при температуре 0-10°С до остаточного давления 5-1·10-1 мм рт. ст. или ниже (примерно 35 ч), после чего повышают температуру до 140°С при том же давлении или ниже (примерно 6 ч). Масса сухого продукта составляет 480 г. Чистота основного супероксида кальция составляет 72%.Example 3. 750 g of calcium peroxide diperoxosolvate obtained according to example 1 are placed in a vacuum reactor at a temperature of 0-5 ° C, 1500 g of zeolite are also placed in a reactor and vacuum at a temperature of 0-10 ° C to a residual pressure of 5-1 · 10 -1 mmHg Art. or lower (about 35 hours), after which the temperature is raised to 140 ° C. at the same pressure or lower (about 6 hours). The dry weight of the product is 480 g. The purity of the main calcium superoxide is 72%.
Пример 4. 750 г дипероксосольвата пероксида кальция, полученного по примеру 1, промывают на фильтре 800 мл охлажденного изопропилового спирта, затем снимают с фильтра и помещают в вакуумный реактор при температуре 0°С и вакуумируют при температуре 0-10°С до остаточного давления 5-1·10-1 мм рт.ст. или ниже (примерно 37 ч), после чего повышают температуру до 160°С при том же давлении (примерно 8 ч). Масса сухого продукта составляет 480 г. Чистота основного супероксида кальция составляет 73%.Example 4. 750 g of calcium peroxide diperoxosolvate obtained according to Example 1 are washed on a filter with 800 ml of chilled isopropyl alcohol, then removed from the filter and placed in a vacuum reactor at a temperature of 0 ° C and vacuum at a temperature of 0-10 ° C to a residual pressure of 5 -1 · 10 -1 mm Hg or lower (about 37 hours), after which the temperature is raised to 160 ° C. at the same pressure (about 8 hours). The dry weight of the product is 480 g. The purity of the main calcium superoxide is 73%.
Пример 5. 750 г дипероксосольвата пероксида кальция, полученного по примеру 1, промывают на фильтре 800 мл охлажденного изопропилового спирта, затем снимают с фильтра и помещают в вакуумный реактор при температуре 0°С, также в реактор помещают 1500 г цеолита и вакуумируют при температуре 0-10°С до остаточного давления 5-1·10-1 мм рт.ст. или ниже (примерно 32 ч), после чего повышают температуру до 150°С при том же давлении (примерно 7 ч). Масса сухого продукта составляет 480 г. Чистота основного супероксида кальция составляет 76%.Example 5. 750 g of calcium peroxide diperoxosolvate obtained in Example 1 are washed on a filter with 800 ml of chilled isopropyl alcohol, then removed from the filter and placed in a vacuum reactor at 0 ° C, 1500 g of zeolite are also placed in the reactor and vacuum at 0 -10 ° C to a residual pressure of 5-1 · 10 -1 mm Hg or lower (about 32 hours), after which the temperature is raised to 150 ° C. at the same pressure (about 7 hours). The dry weight of the product is 480 g. The purity of the main calcium superoxide is 76%.
Пример 6. 1000 г дипероксосольвата пероксида кальция, полученного по примеру 1, помещают в морозильную камеру или сублиматор, замораживают при температуре ниже минус 20°С в течение 1,5-3,0 ч, после чего вакуумируют. Температуру поднимают постепенно до 130°С при остаточном давлении ниже 5-8·10-1 мм рт.ст. в течение примерно 16-18 ч. Либо процесс протекает в автоматическом режиме сублимационной установки в течение 24 ч. Масса сухого продукта составляет 640 г. Чистота основного супероксида кальция составляет 73%.Example 6. 1000 g of the calcium peroxide diperoxosolvate obtained in Example 1 are placed in a freezer or sublimator, frozen at a temperature below minus 20 ° C for 1.5-3.0 hours, and then evacuated. The temperature is raised gradually to 130 ° C with a residual pressure below 5-8 · 10 -1 mm Hg within about 16-18 hours. Either the process proceeds automatically in a sublimation unit for 24 hours. The mass of the dry product is 640 g. The purity of the main calcium superoxide is 73%.
Пример 7. 500 г дипероксосольвата пероксида кальция, полученного по примеру 1, похищают в морозильную камеру или сублиматор, над слоем дипероксосольвата пероксида кальция размещают на сите 1000 г цеолита, замораживают при температуре ниже минус 20°С в течение 1,5-3,0 ч, после чего вакуумируют. Температуру поднимают постепенно до 140°С при остаточном давлении ниже 5-8·10-1 мм рт.ст. в течение примерно 16 ч. Масса сухого продукта составляет 320 г. Чистота основного супероксида кальция составляет 75%.Example 7. 500 g of calcium peroxide diperoxosolvate obtained according to example 1 is stolen in a freezer or sublimator, 1000 g of zeolite are placed on a sieve of calcium peroxide diperoxosolvate, frozen at a temperature below minus 20 ° С for 1.5-3.0 h, then vacuum. The temperature is raised gradually to 140 ° C with a residual pressure below 5-8 · 10 -1 mm Hg. for about 16 hours. The dry weight of the product is 320 g. The purity of the basic calcium superoxide is 75%.
Пример 8. 650 г дипероксосольвата пероксида кальция, полученного по примеру 1, промывают на фильтре 500 мл охлажденного изопропилового спирта, затем снимают с фильтра и помещают в морозильную камеру или сублиматор, замораживают при температуре ниже минус 20°С в течение 1,5-3,0 ч, после чего вакуумируют. Температуру поднимают постепенно до 150°С при остаточном давлении ниже 5-8·10-1 мм рт.ст. в течение примерно 16 ч. Масса сухого продукта составляет 418 г. Чистота основного супероксида кальция составляет 75%.Example 8. 650 g of calcium peroxide diperoxosolvate obtained according to Example 1 are washed on a filter with 500 ml of chilled isopropyl alcohol, then removed from the filter and placed in a freezer or sublimator, frozen at a temperature below minus 20 ° C for 1.5-3 , 0 h, after which they are evacuated. The temperature is raised gradually to 150 ° C with a residual pressure below 5-8 · 10 -1 mm Hg for about 16 hours. The dry weight of the product is 418 g. The purity of the basic calcium superoxide is 75%.
Пример 9. 600 г дипероксосольвата пероксида кальция, полученного по примеру 1, промывают на фильтре 500 мл охлажденного изопропилового спирта, затем снимают с фильтра и помещают в морозильную камеру или сублиматор, замораживают при температуре ниже минус 20°С в течение 1,5-3,0 ч, также помещают 1200 г цеолита над слоем вещества, после чего вакуумируют. Температуру поднимают постепенно до 150°С при остаточном давлении ниже 5-8·10-1 мм рт.ст. в течение примерно 15 ч. Масса сухого продукта составляет 400 г. Чистота основного супероксида кальция составляет 77%.Example 9. 600 g of calcium peroxide diperoxosolvate obtained in Example 1 are washed on a filter with 500 ml of chilled isopropyl alcohol, then removed from the filter and placed in a freezer or sublimator, frozen at a temperature below minus 20 ° C for 1.5-3 , 0 h, 1200 g of zeolite are also placed over a layer of material, after which they are evacuated. The temperature is raised gradually to 150 ° C with a residual pressure below 5-8 · 10 -1 mm Hg for about 15 hours. The dry weight of the product is 400 g. The purity of the basic calcium superoxide is 77%.
Пример 10. 830 г дипероксосольвата пероксида кальция, полученного по примеру 1, помещают в реактор, используемый для вакуумной сушки, заменив вакуумный насос по примерам 1-3 на вентилятор для подачи осушенного газа в реактор. Скорость осушенного газа 15-40 л/мин. Начальная температура внутри реактора 0°С, затем температуру постепенно повышают до 200°С в течение примерно 14 ч. Масса сухого продукта составляет 500 г. Чистота основного супероксида кальция составляет 74%.Example 10. 830 g of calcium peroxide diperoxosolvate obtained in Example 1 are placed in a reactor used for vacuum drying, replacing the vacuum pump in Examples 1-3 with a fan for supplying dried gas to the reactor. The speed of the dried gas is 15-40 l / min. The initial temperature inside the reactor is 0 ° C, then the temperature is gradually increased to 200 ° C for about 14 hours. The dry product mass is 500 g. The purity of the basic calcium superoxide is 74%.
Пример 11. 1200 г дипероксосольвата пероксида кальция, полученного по примеру 1, помещают в реактор по примеру 10 при температуре 15°С, также в реактор помещают 2000 г цеолита в сетке или патроне. Скорость осушенного газа 15-40 л/мин. Начальная температура внутри реактора 15°С, затем температуру постепенно повышают до 180°С в течение примерно 12 ч. Масса сухого продукта составляет 700 г. Чистота основного супероксида кальция составляет 74%.Example 11. 1200 g of calcium peroxide diperoxosolvate obtained according to Example 1 are placed in the reactor of Example 10 at a temperature of 15 ° C, and 2000 g of zeolite are placed in the reactor in a grid or cartridge. The speed of the dried gas is 15-40 l / min. The initial temperature inside the reactor is 15 ° C, then the temperature is gradually raised to 180 ° C for about 12 hours. The dry product mass is 700 g. The purity of the basic calcium superoxide is 74%.
Пример 12. 900 г дипероксосольвата пероксида кальция, полученного по примеру 1, промывают на фильтре 700 мл охлажденного изопропилового спирта, затем снимают с фильтра и помещают в реактор по примеру 10. Скорость осушенного газа 15-40 л/мин. Начальная температура внутри реактора 10°С, затем температуру постепенно повышают до 170°С в течение примерно 10 ч. Масса сухого продукта составляет 615 г. Чистота основного супероксида кальция составляет 75%.Example 12. 900 g of calcium peroxide diperoxosolvate obtained according to Example 1 are washed on a filter with 700 ml of chilled isopropyl alcohol, then removed from the filter and placed in the reactor according to Example 10. The dried gas velocity is 15-40 l / min. The initial temperature inside the reactor is 10 ° C, then the temperature is gradually increased to 170 ° C for about 10 hours. The dry product mass is 615 g. The purity of the basic calcium superoxide is 75%.
Пример 13. 800 г дипероксосольвата пероксида кальция, полученного по примеру 1, промывают на фильтре 700 мл охлажденного изопропилового спирта, затем снимают с фильтра и помещают в реактор по примеру 11. Скорость осушенного газа 15-40 л/мин. Начальная температура внутри реактора 10°С, затем температуру постепенно повышают до 160°С в течение примерно 9 ч. Масса сухого продукта составляет 550 г. Чистота основного супероксида кальция составляет 76%.Example 13. 800 g of calcium peroxide diperoxosolvate obtained according to Example 1 are washed on a filter with 700 ml of chilled isopropyl alcohol, then removed from the filter and placed in the reactor according to Example 11. The dried gas velocity is 15-40 l / min. The initial temperature inside the reactor is 10 ° C, then the temperature is gradually increased to 160 ° C for about 9 hours. The mass of the dry product is 550 g. The purity of the main calcium superoxide is 76%.
Условия дегидратации и характеристики полученного продукта - основного супероксида кальция - приведены в таблице.The dehydration conditions and characteristics of the obtained product — the main calcium superoxide — are given in the table.
Как видно из представленных данных, изобретение (варианты) позволяет повысить производительность процесса получения основного супероксида кальция, что дает основание для промышленного освоения этой технологии.As can be seen from the data presented, the invention (options) allows to increase the productivity of the process of obtaining basic calcium superoxide, which provides the basis for the industrial development of this technology.
ЛитератураLiterature
1. Карелин А.И., Лемешева Д.Г., Гладышева Т.В. // О механизме диспропорционирования кристаллов СаО2·2Н2О2. Журн. неорган. химии. 1998. Т.43. №8. С.1254-1258.1. Karelin A.I., Lemesheva D.G., Gladysheva T.V. // On the mechanism of disproportionation of CaO 2 · 2H 2 O 2 crystals. Zhurn. non-organ. chemistry. 1998.V. 43. No. 8. S.1254-1258.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002115048/15A RU2230701C2 (en) | 2002-06-06 | 2002-06-06 | Method for production of basic calcium superoxide (options) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002115048/15A RU2230701C2 (en) | 2002-06-06 | 2002-06-06 | Method for production of basic calcium superoxide (options) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002115048A RU2002115048A (en) | 2004-01-27 |
| RU2230701C2 true RU2230701C2 (en) | 2004-06-20 |
Family
ID=32845716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002115048/15A RU2230701C2 (en) | 2002-06-06 | 2002-06-06 | Method for production of basic calcium superoxide (options) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2230701C2 (en) |
-
2002
- 2002-06-06 RU RU2002115048/15A patent/RU2230701C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КАРЕЛИН А.И. и др. О механизме диспропорционирования кристаллов СаО 2 ·2Н 2 О. Журнал неорганической химии, 1998, т.43, №8, с.1254-1258. КАРЕЛИН А.И. и др. Состав и строение продуктов диспропорционирования ди(гидропероксо)сольвата пероксида кальция. Журнал неорганической химии, 1996, т.41, №6, с.998. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002115048A (en) | 2004-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4581721B2 (en) | Microwave heating apparatus and carbon dioxide decomposition method using the same | |
| CN111729692B (en) | Regeneration method of inactivated COS (COS) hydrolyzing agent | |
| US3321277A (en) | Lithium oxide having active absorption capacity for carbon dioxide and method of preparing same | |
| JPH0565502B2 (en) | ||
| JP2020033259A (en) | Lithium sulfide production apparatus | |
| RU2230701C2 (en) | Method for production of basic calcium superoxide (options) | |
| US1457493A (en) | Process of making phosgene | |
| KR100393663B1 (en) | Process for producing calcium oxide, strontium oxide and barium oxide showing a high value of water sorption speed and oxides thus obtained | |
| US4101644A (en) | Process for the preparation of calcium superoxide | |
| US4867956A (en) | Active oxygen-rich compound and preparative method | |
| JPS60106505A (en) | Concentration of dialkyl carbonate | |
| RU2056346C1 (en) | Method of calcium superoxide producing | |
| US3350165A (en) | Method of removing sulphur dioxide from gases | |
| KR101589559B1 (en) | Method of Preparation for Oxygen-selective Oxide Adsorbent Using High Pressure Hydrogen Firing | |
| JP7470914B1 (en) | Hydrogen storage fuel and its manufacturing method | |
| US5693306A (en) | Production process for refined hydrogen iodide | |
| SU1720484A3 (en) | Process for producing activated sodium carbonate | |
| RU2698701C1 (en) | Method of producing tetraalkylorthosilicates from silica | |
| SU394296A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING PEROXYHYDRATES AND HYDRATES OF PEROXYHYDRATES OF ALKALINE METALS | |
| RU2794181C1 (en) | Porous composite absorbent for selective gas separation and method for its production | |
| US1311175A (en) | Herbert h | |
| JP2024018456A (en) | Gas separation method and purified gas production method | |
| RU2152251C2 (en) | Method of synthesis of carbon dioxide adsorbent | |
| JP5387175B2 (en) | Carbon monoxide production method | |
| NL72707C (en) |
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: 20120607 |