Метод за получаване на оксалова киселина

Притежатели на патента RU 2475474:

Изобретението се отнася до подобрен метод за получаване на оксалова киселина, включително подаване на въглероден диоксид чрез 1,0-13,0 М воден разтвор на трифлуороцетна киселина, наситен с кислород при температура 15-25 ° С и атмосферно налягане. Оксаловата киселина се отделя чрез изпаряване на получения продукт. Употреба: химическа промишленост. Техническият резултат се състои в създаването на метод, който позволява провеждането на процеса на получаване на оксалова киселина на един етап, при стайна температура и атмосферно налягане. 1 wp f-ly, 2 пр.

Изобретението се отнася до химическата промишленост, а именно до методи за получаване на оксалова киселина, широко използвани в различни индустрии.

Известен метод за получаване на оксалова киселина чрез окисление на пропилен (US 3692830, 1972).

Недостатъкът на този метод се крие в многоетапността и сложността на технологията на процеса.

Известен метод за получаване на оксалова киселина чрез окисляване на етилен гликол (US 3691232, 1972).

Недостатъкът на този метод е сложността на хардуерния дизайн.

Известен метод за получаване на оксалова киселина, при който етилен гликол или гликолова киселина се окисляват в присъствието на азотна киселина с излишък на кислород. Азотните оксиди, образувани в процеса, се окисляват до HNO3 с кислород по време на реакцията (US 3678107, 1972).

Недостатъкът на този метод е високото налягане, тъй като окисляването с нарастващо налягане се подобрява.

По-близо до изобретението е метод за получаване на оксалова киселина от въглероден окис чрез калциниране. Процесът се извършва на няколко етапа: те действат със сода каустик върху въглероден оксид, за да образуват натриев формиат, след това пиролиза на натриев формиат в натриев оксалат, след което се смесва натриев оксалат с калциев хидроксид (действителната реакция на калциниране). След това сместа от вещества се прекарва последователно през няколко контейнера, като същевременно се поддържа температурен режим. В този случай сместа се окислява и се образува оксалова киселина (CN 101693656, 2010). В този случай последният етап от този метод се извършва в пет контейнера, като в тях се задават съответно температури от 68-72 ° C, 78-82 ° C, 88-92 ° C, 88-92 ° C, 83 -87 ° С.

Недостатъците на този метод са сложността на поддържане на условията на процеса, използването на висока температура, неговото протичане на няколко етапа и, като следствие, сложната технология на метода.

Целта на изобретението е да опрости процеса на получаване на оксалова киселина.

Задачата се постига чрез описания метод, включително подаване на въглероден диоксид, въглероден диоксид чрез 1,0-13,0 М воден разтвор на трифлуороцетна киселина, наситен с кислород, последвано от отделяне на оксалова киселина чрез нагряване на получения продукт.

За предпочитане, подаването на въглероден диоксид се извършва при температура 15-25 ° С и атмосферно налягане.

Техническият резултат се състои в създаването на метод, който позволява провеждането на процеса на получаване на оксалова киселина на един етап, при стайна температура и атмосферно налягане.

Същността на изобретението е следната.

Приготвя се воден разтвор на TFA, наситен с кислород. Моларните концентрации на разтворите са в диапазона от 1,0-13,0 М. Насищането с кислород се извършва, например, чрез преминаване на въздух или газообразен кислород през контейнер с разтвор. Параметрите на времето и налягането, при които се извършва насищане, определят концентрацията на кислород в разтвора, но не влияят върху скоростта на самата реакция на окисление. След това потокът от въглероден диоксид се изпомпва през контейнер, напълнен с посочения разтвор, като същевременно се поддържат технологично определени температури (20-25 ° C) и атмосферно налягане. Концентрацията на разтворите определя времето за преминаване на въглероден диоксид през контейнера с реакционната смес и също така влияе върху добива на целевия продукт. В края на експеримента реакционният продукт се изолира от разтвора чрез изпаряване.

Полученото сухо вещество се разтваря във вода и образуването на оксалова киселина се потвърждава с потенциометрично титруване.

По този начин димеризацията на въглеродния диоксид протича във водни разтвори на TFA. Окислителната активност на TFAA е свързана с действието на молекулярния кислород, образуван от своя страна в резултат на абсорбцията на кислородните молекули от въздуха от воден разтвор на TFAA и последващото му активиране. Освен това, образуването на радикални частици CF3COO • и:

Тогава взаимодействието на CO2 с може да бъде представено по следния начин:

След образуването на радикалния катион на димера на въглеродния диоксид може да се очаква образуването на С-С връзка:

и след нагряване образуването на оксалова киселина:

По-долу са дадени примери, които илюстрират описания метод, но не го ограничават.

Въглеродният диоксид се получава върху апарат Kipp и със скорост 15 ml/min се прекарва през 1,0 М воден разтвор на трифлуороцетна киселина, наситен с кислород.

Експериментът за окисляване на въглероден диоксид се провежда при температура 25 ° C и атмосферно налягане. Обемът на водния разтвор на TFA е 15 ml. Неконвертираният въглероден диоксид на изхода от системата се улавя на всеки 5 минути с помощта на подвижни капани с 0,427 М воден разтвор на NaOH и се записва края на реакцията на окисление. Експериментът се провежда в продължение на 33 минути.

В края на експеримента полученият разтвор се изпарява при 40 ° С и се получава оксалова киселина с добив от около 30 тегл.% Върху абсорбирания въглероден диоксид.

Въглеродният диоксид се получава върху апарат Kipp и със скорост 15 ml/min се прекарва през 13,0 М воден разтвор на TFA, наситен с кислород.

Експериментът за окисляване на въглероден диоксид се провежда при температура 20 ° C и атмосферно налягане. Обемът на TFA е 15 ml. Неконвертираният въглероден диоксид на изхода на системата се улавя на всеки 5 минути с помощта на подвижни капани с 0,427 М воден разтвор на NaOH. Експериментът се провежда в продължение на 30 минути преди края на окислителната реакция.

В края на експеримента полученият разтвор се изпарява при 40 ° С и се получава оксалова киселина с добив 70 тегл.% За абсорбирания въглероден диоксид.

По този начин, описаният метод дава възможност за получаване на оксалова киселина при условия на ниска температура и атмосферно налягане.

1. Метод за получаване на оксалова киселина, включващ подаване на въглероден диоксид през 1,0-13,0 М воден разтвор на трифлуороцетна киселина, наситен с кислород, последвано от изолиране на оксалова киселина чрез нагряване на получения продукт.

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че подаването на въглероден диоксид се извършва при температура 15-25 ° C и атмосферно налягане.