RU2434048C2 - Procedure for preparation of hydroxi-methyl derivatives of brown coal fulvic acids - Google Patents

Procedure for preparation of hydroxi-methyl derivatives of brown coal fulvic acids Download PDF

Info

Publication number
RU2434048C2
RU2434048C2 RU2010101567/04A RU2010101567A RU2434048C2 RU 2434048 C2 RU2434048 C2 RU 2434048C2 RU 2010101567/04 A RU2010101567/04 A RU 2010101567/04A RU 2010101567 A RU2010101567 A RU 2010101567A RU 2434048 C2 RU2434048 C2 RU 2434048C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fulvic acids
acids
brown coal
hydroxi
water
Prior art date
Application number
RU2010101567/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010101567A (en
Inventor
Вадим Петрович Потапов (RU)
Вадим Петрович Потапов
Евгений Леонидович Счастливцев (RU)
Евгений Леонидович Счастливцев
Герман Александрович Мандров (RU)
Герман Александрович Мандров
Original Assignee
Учреждение Российской академии наук Институт угля и углехимии Сибирского отделения РАН (ИУУ СО РАН)
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 Учреждение Российской академии наук Институт угля и углехимии Сибирского отделения РАН (ИУУ СО РАН) filed Critical Учреждение Российской академии наук Институт угля и углехимии Сибирского отделения РАН (ИУУ СО РАН)
Priority to RU2010101567/04A priority Critical patent/RU2434048C2/en
Publication of RU2010101567A publication Critical patent/RU2010101567A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2434048C2 publication Critical patent/RU2434048C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas production.
SUBSTANCE: procedure for preparation of hydroxi-methyl derivatives of fulvic acids consists in transition of brown coal crumbled to dimension of particles 500 mcm into water dissolved salts of high molecular compounds. Further, it is transited into high molecular organic acids consisting of constituent non-soluble in water in form of hydro-gels and constituent in form of paste soluble in water. Fulvic acids are extracted from paste by extraction with isopropyl alcohol. Fulvic acids are transformed into hydroxi-methyl derivatives of fulvic acids under effect of formaldehyde.
EFFECT: production of more reactive hydroxi-methyl derivatives of fulvic acids.
1 ex, 4 dwg

Description

Предлагаемый патент на изобретение относится к области нетопливного использования бурых углей и может применяться при синтезе различных химических продуктов на основе буроугольных фульвокислот.The proposed patent for the invention relates to the field of non-fuel use of brown coal and can be used in the synthesis of various chemical products based on brown coal fulvic acids.

Гуминовые и фульвокислоты представляют собой смесь высокомолекулярных соединений, имеющих в своем составе различные функциональные группы, способные к химическим взаимодействиям.Humic and fulvic acids are a mixture of high molecular weight compounds having various functional groups that are capable of chemical interactions.

Среднестатистические структурные формулы гуминовых кислот (ГК) и фульвокислот (ФК) приведены ниже.The average structural formulas of humic acids (HA) and fulvic acids (FA) are given below.

Figure 00000001
Figure 00000001

Нерегулярность строения углеродного скелета ГК и ФК обусловливает разнообразие и переменный состав структурных фрагментов, образующих их молекулы. Для описания химических реакций с участием фульвокислот в дальнейшем будем отображать формулу ФК символом: [Rфульво-Н].The irregular structure of the carbon skeleton of HA and FA determines the diversity and variable composition of the structural fragments that form their molecules. To describe chemical reactions involving fulvic acids, in the future we will display the FC formula with the symbol: [R fulvo-H ].

Среди известных способов получения гидроксиметильных производных известен способ получения гумино-формальдегидных полимеров при взаимодействии гуминовых кислот с формальдегидом (И.Н.Рябова, Г.А.Мустафина / Модификация углегуминовых кислот формальдегидом // Журнал прикладной химии, 2003, т.76, вып.2, с.269-271).Among the known methods for producing hydroxymethyl derivatives, a known method for producing humic formaldehyde polymers by the interaction of humic acids with formaldehyde (I.N. Ryabova, G.A. Mustafina / Modification of carbonic acids with formaldehyde // Journal of Applied Chemistry, 2003, v. 76, no. 2, p. 269-271).

Особенности прототипа: гумино-формальдегидный полимер по сравнению с ГК имеет повышенную молекулярную массу и невысокую реакционную способность, вследствие чего рекомендован для использования в качестве сорбентов или структурообразователей почв.Features of the prototype: humic-formaldehyde polymer in comparison with HA has a high molecular weight and low reactivity, which is why it is recommended for use as sorbents or soil builders.

Целью предлагаемого изобретения является получение фульво-формальдегидного продукта с повышенной реакционной способностью, пригодного для дальнейшего использования в органических синтезах.The aim of the invention is to obtain a fulvic formaldehyde product with high reactivity, suitable for further use in organic syntheses.

Поставленная цель достигается тем, что выделенная экстракцией изопропиловым спиртом из буроугольной пасты фульвокислота взаимодействует в реакторе с формальдегидом, образуя эластичный фульво-формальдегидный продукт: Rфульво-Н+СН2О→Rфульво-CH2OH.This goal is achieved by the fact that fulvic acid isolated by extraction with isopropyl alcohol from brown coal paste interacts with formaldehyde in the reactor, forming an elastic fulvic-formaldehyde product: R fulvo-Н + СН 2 О → R fulvo-CH 2 OH.

Предлагаемое изобретение поясняется технологической схемой (фиг.1) и описанием процесса. Бурый уголь измельчают в механической шаровой мельнице 1 со стальными шарами до размера частиц крупностью 0-500 мкм.The invention is illustrated by the technological scheme (figure 1) and a description of the process. Lignite is ground in a mechanical ball mill 1 with steel balls to a particle size of 0-500 microns.

Из шаровой мельницы измельченный бурый уголь загружают в шнековый дозатор сырья 2. В мерник сырья 3 заливают 5%-ный раствор гидроокиси натрия, который затем сливают в промежуточный сборник 4. Включают горизонтальную виброцентробежную мельницу ЦЭМ-7 5 (далее по тексту мельница-активатор 5) и насосом 6 прокачивают раствор гидроксида натрия по трубопроводному контуру через мельницу-активатор 5 («Мельницы и механохимические активаторы». Рекламный проспект института Химии твердого тела и механохимии СО РАН).From the ball mill, the crushed brown coal is loaded into the screw feeder of raw material 2. A 5% sodium hydroxide solution is poured into the raw material meter 3, which is then poured into the intermediate collector 4. The horizontal vibrocentrifugal mill CEM-7 5 is turned on (hereinafter referred to as activator mill 5 ) and pump 6 pump a solution of sodium hydroxide through a pipeline through an activator mill 5 ("Mills and mechanochemical activators". Promotional brochure of the Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry SB RAS).

При работающей мельнице-активаторе 5 включают шнековый дозатор сырья 2 и в раствор гидроксида натрия вводят мелкоизмельченный уголь. В мельнице-активаторе 5 происходит их смешивание и одновременно дополнительное измельчение угля. После того как весь уголь из дозатора поступит в мельницу-активатор 5, угольную суспензию еще определенное время прокачивают через мельницу-активатор 5 до тех пор, пока не произойдет максимальный переход бурого угля в водорастворимые соли высокомолекулярных соединений. По мере окончания процесса мельницу активатор 5 останавливают и готовую суспензию водорастворимых солей высокомолекулярных соединений с остаточным бурым углем из сборника 4 насосом 7 прокачивают через контрольный фильтр 9 в приемный сборник 12. Не прошедшую через контрольный фильтр 9 буроугольную суспензию сливают в сборник 8, откуда по мере накопления направляют на осадительно-фильтрующую центрифугу 10, где водорастворимые соли высокомолекулярных соединений отделяют от остаточного бурого угля, который по мере накопления в сборнике 11 направляют на повторное измельчение в промежуточный сборник 4. Из сборника 12 водорастворимые соли высокомолекулярных соединений насосом 13 перекачивают в емкость 15, где с помощью 10%-ного раствора соляной кислоты, подаваемой из мерника 14, водорастворимые соли высокомолекулярных соединений переводят при рН 2 в свободные кислоты, часть из которых растворяется в воде (фульвокислоты), а другая часть не растворяется в воде (гуминовые кислоты). В сборнике 16 происходит отстаивание и разделение свободных кислот на два слоя, которые окончательно разделяются на осадительно-фильтрующей центрифуге 17. Нерастворимую в воде субстанцию в виде кислых гидрогелей высокомолекулярных гуминовых кислот выгружают в сборник 18 для хранения и дальнейшей переработки, а растворимую водную составляющую менее высокомолекулярных фульвокислот направляют в мерник 19, откуда передают в перегонный куб 21 для отгонки соляной кислоты. Перегонный куб 21 снабжен обогревателем и водяным холодильником 22. По мере отгонки соляной кислоты в приемник 23 перегонный куб 21 охлаждают и из мерника 20 загружают определенный объем изопропилового спирта, перемешивают и передают через друк-фильтр 24 в сборник изопропилового экстракта 25. Экстракцию изопропиловым спиртом проводят несколько раз до глубокого извлечения фульвокислот. Изопропиловый экстракт фульвокислот из сборника 25 передают в реактор 28, из которого через водяной холодильник 29 отгоняют определенный объем изопропилового спирта в сборник 30. Из мерника 27 в реактор 28 приливают формальдегид и проводят при перемешивании синтез гидроксиметильных производных фульвокислот. По окончании синтеза из реакционной массы отгоняют избыток растворителя, после чего подвижную реакционную массу охлаждают, а затем полученный эластичный полимерный продукт выдавливают из реактора 28 на нутч-фильтр 31 и далее используют в различных органических синтезах.When the activator mill 5 is turned on, a screw feeder for feed 2 is turned on and finely ground coal is introduced into the sodium hydroxide solution. In the mill activator 5 they are mixed and at the same time additional grinding of coal. After all the coal from the dispenser enters the activator mill 5, the coal suspension is pumped through the activator mill 5 for a certain time until the maximum conversion of brown coal to water-soluble salts of high molecular weight compounds occurs. As the process ends, the activator 5 is stopped and the finished suspension of water-soluble salts of macromolecular compounds with residual brown coal from the collector 4 is pumped by pump 7 through the control filter 9 into the receiving collector 12. The brown coal slurry that has not passed through the control filter 9 is poured into the collector 8, from where, as accumulations are directed to a precipitation-filtering centrifuge 10, where water-soluble salts of macromolecular compounds are separated from the residual brown coal, which, as it accumulates in the collector 11, They are re-milled into an intermediate tank 4. From the tank 12, water-soluble salts of macromolecular compounds are pumped by pump 13 into a tank 15, where, using a 10% hydrochloric acid solution supplied from measuring unit 14, water-soluble salts of macromolecular compounds are transferred at pH 2 to free acids , some of which are soluble in water (fulvic acids), and the other part is not soluble in water (humic acids). In the collection 16, sedimentation and separation of free acids into two layers takes place, which are finally separated in a precipitation-filtering centrifuge 17. The water-insoluble substance in the form of acidic hydrogels of high molecular weight humic acids is discharged into the collection 18 for storage and further processing, and the soluble aqueous component is less high molecular weight fulvic acids are sent to a measuring device 19, from where they are transferred to a distillation cube 21 for distillation of hydrochloric acid. The distillation cube 21 is equipped with a heater and a water cooler 22. As hydrochloric acid is distilled off into the receiver 23, the distillation cube 21 is cooled and a certain volume of isopropyl alcohol is charged from the measurer 20, mixed and passed through the filter filter 24 to the isopropyl extract collector 25. Extraction with isopropyl alcohol is carried out several times until deep extraction of fulvic acids. An isopropyl extract of fulvic acids from collector 25 is transferred to a reactor 28, from which a certain volume of isopropyl alcohol is distilled off through a water cooler 29 to a collector 30. Formaldehyde is poured from a measurer 27 into a reactor 28 and the hydroxymethyl derivatives of fulvic acids are synthesized with stirring. At the end of the synthesis, excess solvent is distilled off from the reaction mass, after which the mobile reaction mass is cooled, and then the obtained elastic polymer product is extruded from the reactor 28 onto a suction filter 31 and then used in various organic syntheses.

Пример получения гидроксиметильных производных фульвокислот из бурого угля.An example of obtaining hydroxymethyl derivatives of fulvic acids from brown coal.

Для синтеза гидроксиметильных производных фульвокислот используют товарную пробу бурого угля марки 2Б разреза «Кайчакский» (Барандатское месторождение, Кузбасс).For the synthesis of hydroxymethyl derivatives of fulvic acids, a commercial sample of brown coal of grade 2B of the Kaychaksky open pit mine (Barandatskoye field, Kuzbass) is used.

Характеристика исходного бурого угля:Characteristics of the original brown coal: Содержание влаги, Wa, % по массеMoisture Content, W a ,% by mass 5,05,0 Зольность, Ad, % по массеAsh content, A d ,% by weight 9,89.8 Высшая теплота сгорания, Qsdaf, ккал/кгHigher calorific value, Qs daf , kcal / kg 47004700 Выход летучих веществ, Vdaf, по массеVolatiles yield, V daf , by weight 45,845.8 Углерод, Cdaf Carbon, C daf 72,972.9 Водород, Hdaf Hydrogen, H daf 5,35.3

Фульвокислоты, полученные по вышеописанной технологии, в количестве 50 мл (30%-ного раствора в изопропиловом спирте) смешивают в реакторе с 90 мл (30%-ного водного раствора формальдегида) и при температуре реакционной массы 60°С при перемешивании в течение 1 часа превращают в гидроксиметильные производные фульвокислот. По окончании синтеза из реакционной массы отгоняют избыток растворителя, после чего подвижную реакционную массу охлаждают, а затем полученный эластичный полимерный продукт выдавливают из реактора на нутч-фильтр и далее используют в различных органических синтезах.Fulvic acids obtained by the above technology in an amount of 50 ml (30% solution in isopropyl alcohol) are mixed in a reactor with 90 ml (30% aqueous formaldehyde solution) and at a reaction temperature of 60 ° C with stirring for 1 hour turn into hydroxymethyl derivatives of fulvic acids. At the end of the synthesis, excess solvent is distilled off from the reaction mass, after which the mobile reaction mass is cooled, and then the obtained elastic polymer product is squeezed out of the reactor onto a suction filter and then used in various organic syntheses.

Для оценки качества полученного продукта снимают ИК-спектры исходной и модифицированной фульвокислот (фиг.2).To assess the quality of the obtained product, IR spectra of the initial and modified fulvic acids are recorded (FIG. 2).

Для гидроксиметильных производных фульвокислот появилась новая полоса поглощения 3391 см-1, соответствующая валентным колебаниям гидроксильных групп. Раздвоенная интенсивная полоса поглощения в области 2976-2891 см-1 соответствует валентным колебаниям алифатических групп (CH2) и (СН3). Менее интенсивная раздвоенная полоса в области 1470-1391 см-1 также принадлежит алифатическим группам (CH2) и (СН3).For hydroxymethyl derivatives of fulvic acids, a new absorption band of 3391 cm –1 appeared , corresponding to stretching vibrations of hydroxyl groups. The bifurcated intense absorption band in the region of 2976-2891 cm -1 corresponds to stretching vibrations of aliphatic groups (CH 2 ) and (CH 3 ). A less intense bifurcated band in the region of 1470-1391 cm -1 also belongs to the aliphatic groups (CH 2 ) and (CH 3 ).

При взаимодействии гидроксиметильных производных фульвокислот с диизоцианатом был получен жесткий полиуретан, ИК-спектр которого приведен на фиг.3. Для этого полимера появилась новая интенсивная узкая полоса в области 1677 см-1, что связано с валентными колебаниями (C-N) и деформационными колебаниями (N-H) амидных групп.In the interaction of hydroxymethyl derivatives of fulvic acids with diisocyanate, hard polyurethane was obtained, the infrared spectrum of which is shown in Fig. 3. For this polymer, a new intense narrow band appeared in the region of 1677 cm –1 , which is associated with stretching vibrations (CN) and deformation vibrations (NH) of amide groups.

На фиг.4 приведены электронные фотографии модифицированных фульвокислот. Видно, что структуры полимеров заметно различаются.Figure 4 shows electronic photographs of modified fulvic acids. It can be seen that the structures of the polymers differ markedly.

Claims (1)

Способ приготовления гидроксиметильных производных буроугольных фульвокислот, отличающийся тем, что измельченный до размера частиц менее 500 мкм бурый уголь переводят в водорастворимые соли высокомолекулярных соединений, а затем в высокомолекулярные органические кислоты, состоящие из не растворимой в воде составляющей в виде гидрогелей и растворимой составляющей в виде пасты, из которой экстракцией изопропиловым спиртом выделяют фульвокислоты, которые под действием формальдегида превращают в более реакционноспособные гидроксиметильные производные фульвокислот. A method of preparing hydroxymethyl derivatives of brown coal fulvic acids, characterized in that the brown coal, crushed to a particle size of less than 500 microns, is converted into water-soluble salts of high molecular weight compounds, and then into high molecular weight organic acids, consisting of a water-insoluble component in the form of hydrogels and a soluble component in the form of a paste from which fulvic acids are isolated by isopropyl alcohol, which, under the action of formaldehyde, are converted into more reactive hydroxymetics derivatives of fulvic acids.
RU2010101567/04A 2010-01-19 2010-01-19 Procedure for preparation of hydroxi-methyl derivatives of brown coal fulvic acids RU2434048C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010101567/04A RU2434048C2 (en) 2010-01-19 2010-01-19 Procedure for preparation of hydroxi-methyl derivatives of brown coal fulvic acids

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010101567/04A RU2434048C2 (en) 2010-01-19 2010-01-19 Procedure for preparation of hydroxi-methyl derivatives of brown coal fulvic acids

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010101567A RU2010101567A (en) 2011-07-27
RU2434048C2 true RU2434048C2 (en) 2011-11-20

Family

ID=44753145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010101567/04A RU2434048C2 (en) 2010-01-19 2010-01-19 Procedure for preparation of hydroxi-methyl derivatives of brown coal fulvic acids

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2434048C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107866089B (en) * 2017-12-26 2023-04-07 山东恒力新能源工程有限公司 Device for extracting pharmaceutical-grade fulvic acid from weathered coal and extraction process thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Рябова И.Н., Мустафина Г.А. Модификация углегуминовых кислот формальдегидом. Журнал прикладной химии, 2003, т.76, вып.2, с.269-271. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010101567A (en) 2011-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8049049B2 (en) Method of upgrading biomass, upgraded biomass, biomass water slurry and method of producing same, upgraded biomass gas, and method of gasifying biomass
EP1852397A2 (en) Method for the industrialised production of olive oil mill by-products and product thus obtained
CN104394890B (en) The natural biological compounded powder as made from Pichia pastoris biomass, preparation method and its purposes as excipient
CN102307970A (en) Process for the dissolution of coal, biomass and other organic solids in superheated water
WO2014138100A1 (en) Biomass processing using ionic liquids
RU2434048C2 (en) Procedure for preparation of hydroxi-methyl derivatives of brown coal fulvic acids
RU2533974C2 (en) Method of obtaining loose powder, containing one or several glycin-n,n-diacetic acid derivatives, and application of loose powder for obtaining pressed agglomerates
CN101774974B (en) Process for preparation of melamine cyanurate
CN103298918A (en) Low-grade coal slurry production method, low-grade coal slurry production device, and low-grade coal gasification system
KR20140124800A (en) Coal blend briquette and process for producing same, and coke and process for producing same
CN102885056A (en) Natamycin preparation and preparation method thereof
CA3185134A1 (en) Potassium humate zinc sulfate compound
JP5247193B2 (en) Coke manufacturing method and pig iron manufacturing method
JP4950527B2 (en) Coke manufacturing method and pig iron manufacturing method
CN1884584A (en) Production method of granular compressible sugar
US20230061903A1 (en) Enhanced production of humic acids from coal-lignite via water-oxygen systems
CN101357885B (en) Method for synthesizing sodium succinate through solid phase reaction
CN101939282A (en) Metal lactate powder and method for preparation
US11691999B2 (en) Homogenous humate powder compositions exhibiting high solubility
Shi et al. Cyclic oligourea synthesized from CO2: Purification, characterization and properties
RU2387694C2 (en) Method of preparing carboxyl-containing resin from pitch coal
RU85897U1 (en) SYSTEM OF PREPARATION OF SYNTHETIC RAW MOUNTAIN WAX FROM LOCAL COAL
CN103588724A (en) Febuxostat crystal form A and preparation method thereof
CN110317333B (en) Humic acid modified viscosity reducer and preparation method thereof
CN106929114A (en) A kind of low-order coal surface be modified improve slurry performance method

Legal Events

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

Effective date: 20130120