Способ выделения диметилформамида

 

СПОСОБ ВЬЩЕЛЕНИЯ ДИМЕТИЛФОРМАЩЦА ИЗ ЭЛЕКТРОЛИТА, содержащего кислоту, путем экстракции электролита щелочью и дистилля1 |ии последнего,о тличающийся тем, что, с целью повышения чистоты и выхода диметилформамида , экстракцию проводят последовательно в две стадии: на первой стадии дважды 40 - 46%-ным водным раствором КОН при объемном соотношении электролит : раствор КОН 2:1-1:1, на второй стадии - твердой КОН.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ОЗЗ Л М

РЕСПУБЛИК

09) (И) y(gg С 07 С 103/36

ОПИСАНИЕ.. ИЗОБРЕТЕН )Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . а..-., ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3420364/23-04 (22) 07.04.82 (46) 15.06.84. Бюл. У 22 (72) В.Я. Ахмадеев, А.Л. Белоконь, А.И. Палий и И.А. Шевчук (71) Донецкий государственный университет (53) 542.951.1.07(088.8) (56) 1. Патент ЧССР У 126880, кл. 120, 16, 1968.

2. Патент Японии Ф 48-7608, кл. 16 В 611, 1973.

3. Патент Японии У 6802, кл. 16 В 611, 1969 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ВЬЩЕЛЕНИЯ ДИМЕТИЛФОРМАМИДА ИЗ ЭЛЕКТРОЛИТА, содержаще о кислоту, путем экстракции электролита щелочью и дистилляции последнего,о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чистоты и выхода диметилформамида, экстракцию проводят последовательно в две стадии: на первой стадии дважды 40 — 467-ным водным раствором КОН при объемном соотношении электролит : раствор К0Н 2: 1-1: 1, на второй стадии — твердой КОИ.

1097610

Изобретение относится к усовершенствованному способу выделения диметилформамида (ДМФА} из смесей,г/л:

ДМФА 800; борная кислота 58,8; лимонная кислота 5,0; триэтиламин 50,2; этиленгликоль 69,0; анилин 12,7; вода 5 0 и может быть использовано в раэличных отраслях промышленности для утилизации отходов производства с целью их многократного использова- 10 ния в технологических процессах.

Известен способ выделения диметилформамида из смеси, содержащей муравьиную кислоту, воду и метиламин, дистилляцией при атмосферном или пониженном давлении в присутствии гексаметнлентетрамина t1j .

Известен также способ выделения диметилформамида из смеси, содержащей муравьиную кислоту и воду, дис- 20 тилляцией в присутствии диметиламиНа j2).

Однако известные способы не обеспечивают высокого выхода и качества диметилформамида из смеси, содержащей, г/л: борная кислота 55,8; лимонная 5; анилин 12,7; этиленгликоль 69; вода 5; триэтиламин

50,2. Выделение из смесей диметилформамида известными способами за- 30 труднено вследствие разложения ди метилформамида, катализируемого примесями кислотного и основного характера, что не позволяет получить продукт необходимой степени чистоты.

Основными мешающими веществами при очистке известными способами (дистилляцией) являются борйая и лимонная кислоты, триэтиламин, находящиеся в ионизированном состоянии. Высо- р кая концентрация органических и неорганических солей повышает температуру кипения смеси, что также способствует разложению диметилформамида и загрязнению его высококипящими приме- 5 сями (этиленгликоль, анилин, соли триэтиламмония), при этом выход диметилформамида составляет 42%.

Наиболее близким к предлагаемому является способ выделения диметилфор- 50 мамида иэ раствора, содержащего муравьиную кислоту, путем обработки, последнего твердой щелочью с последующей дистилляцией раствора. При этом выход ДМФА практически количественный j3) .

Однако данный способ не позволяет выделить ДИФА с хорошим выходом и качеством из электролита указанного состава. Выход ДИФА составляет 20%, содержание неидентифицированных продуктов разложения электролита 25 г/л, т.е. ДИФА не соответствует ГОСТ

20289-74.

Цель изобретения — повышение качества и выхода диметилформамида.

Поставленная цель достигается согласно способу, который заключается в последовательной экстракции в две стадии: на первой стадии дважды

40 — 46%-ым водным раствором КОН при объемном. соотношении электролит раствор КОН 2: 1 — 1:1, а на второй стадии — твердой КОН.

Пример. В термостойкий стакан емкостью 2000 мл заливают 500 мл электролита состава, г/л: ДМФА 800; борная кислота 58,8; лимонная кислота 5,0; триэтиламин 50,2; этиленгликоль 69,0; анилин 12,7; вода 5,0, постепенно прибавляют 250 мл 46%-го водного раствора гидроксида калия и интенсивно перемешивают в течение

5 мин, охлаждая при этом смесь до

30 С, После расслаивания отделяют о нижний щелочной слой, а к верхнему органическому прибавляют еще 250 мл

46%-ro водного раствора гидроксида калия и повторяют экстракцию примесей борной и лимонной кислот. После расслаивания смеси образуются две фазы. Нижняя фаза содержит раствор гидроксида калия, этиленгликоль, борат и цитрат калия; верхняя фаза содержит диметилформамид, триэтиламин, анилин, этиленгликоль, воду. Верхнюю фазу подвергают трехкратной осушке, прибавляя твердый гидроксид калия порциями по 100 r. После осушки от воды верхнюю фазу подвергают дистилляции. При 152-154 С отбирают диметило формамид, выход которого составляет

69%, а степень очистки соответствует квалификации по ГОСТ 20289"74 (содержание основного вещества 99,9%).

1 097610

Таблица 1

Экспериментальные данные по выходу и чистоте ДМФА при получении его из электролитов известным и предлагаемым способами (состав электролита, Ф/л: ДИФА 800; борная кислота 58,8; лимонная кислота 5,0; триэтиламин 50,2; этиленгликоль

69,0; анилин 12,7; вода 5,0).

Технологический прием

Концентрация примесей в ДМФА после очистки, г/л

Примечание

Этилен- Ани- Н,О гликоль лин

Лимон- ТЭА

Борная кислоная кисл. та

20 г/л неидентифицированных

48 69,0 12, 7 10

7,0 0 5

Обработка электролита диметиламином при соотношении электролит:диметиламин

5:1 (молярное соотношение кислотных примесей:диметиламин 1:3) (2j

Не 0,1 обНе Не обобна-наруруже-жено но

0,05 Не обнаружено

Двукратная обработка электролита 40-46Х-ым раствором гидроксида калия при объемном соотношении электролит: растворов КОН 2:1 — 1: 1 в течение 5 мин с последующей осушкой органической фазы путем трехкратной обработки твердым КОН и дистилляцией (предлагаемый способ) наРУ жеОднократная обработка электролита 40-46Х-ым раствором гидроксида калия при объемном соотношении электролит:раствор КОН

2:1-1:1 в течение 5 мин с последующей осушкой органической фазы путем трехкратной обработки твердым КОН

1,0 0,3 Не Не Не О,1 об- об- обна- нанаРУ РУ же- жеРУ жено но но

1,1 0,4 Не Не об- обДвукратная обработка электролита 40-467 раствором гидроксида калия при объемном соотношении электролит. раствор КОН 2: 1 и дистилляцией

Не 0,1 обна- нанаРУ РУ же- жеРу жено но но

1097610

Концентрация примесей в ДИФА после очистки, г/л римечание

Борная Лимонкисло ная та кисл.

ТЭА Этипен- Ани- Н,О гликоль лин

Обнаружено

15 г/л неидентифицированных продуктов разложения электролита

Трехкратная обработка элект- 1,2 ролита твердым гидроксидом калия при массовом соотношении вода:гидроксид калия .1:1-1:1,5 и дистилляцией,.

0,5 Обнаружено

25 г/л неидентифицированных продуктов разложения электролита

0,4

Не Не об- обНе о62,0 нана- нару ру же- жено но ру жено

Ани- Н,О лин

Степень очистки ДИФА от примесей, мас.Ж

Выход

ДИФА, мас.й

Содержание

ДИФА, квалификация по ГОСТ

Борная

ЛимонЭтиленная гликоль кислота кисл.

Обработка электролита ди- 88,1 90,4 метиламином нри соотношении электролит:диметиламин

5: 1 (молярное соотношение кислотных примесей:диметиламин 1:3) (2j

Двукратная обработка электролита 40-46Х-ым раствором гидроксида калия при объемном соотношении электролит: растворов

КОН 2:1-1:1 в течение

5 мин с последующей осушкой органической фазы путем трехкратной обработки твердым КОН и дистилляцией (предлагаемый способ) 4,4 0 0

99,9 100 100 100

Технологический прием

Обработка электролита твердым гидроксидом калия при массовом соотношении электролит:твердый гидрокснд ка- лия 1:1 (31 дистилляцией

Технологический прием

Продолжение табл. 1

Продолжение табл. 1

88,0-42,0 Не соответствует

ГОСТУ

20289-74

f00 98,0 69 99,0

Продолжение табл. I

1097610

Имкод одвраеиие

ДИФАэ ЛИФА% к%и мас Х лифвкация яо ГОСТ

Степень очистки ДМФА от примесей, мас.Х

Ана - Н О лин

Этиленгликоль

Лимон- ТЭА

Бор" ная ная кислота

98,3 94,0 1ОО 100 100 98,0 60

99,8

"Техническаяя"

98,1 92,0 100 100 100 98,0 51

"Технический

Обработка электролита 96,4 твердым гидроксидом калия при массовом соотношении электролит: твердый гидроксид калия 1:1 j3) дистилляцией

Не соответствует

ГОСТУ

20289-74

I .Технологический прием

Однократная обработка электролита 40-46Х-ым раствором гидроксида калия при объемном соотношении электролит: раствор КОН 2:1-1:1 в течение 5 мин с последующей осушкой органической фазы путем трехкратной обработки твердым КОН

Двукратная обработка электролита 40-46 -ным раствором гидроксида ,калия при объемном соотношении электролит; раствор КОН 2:1 и дистилляцией

Трехкратная обработка электролита твердым гидроксидом калия при массовом соотношении вода:гидроксид калия

1:1-1:1,5 и дистилляцией

92,0 100 100 100 90,2 20

1097610

Продолжение табл. 3 г !

37

39

40

0,5:1

69

69

2:1

69

2,5:1

69

3: l

47

4:1

62

48.

57

Составитель А. Анищенко

Редактор Т. Портная Техред А.Бабинец. Корректор А. Зимокосов

Заказ 4139/20 Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таблица 2

Данные по очистке ДМФА в зависимости о, г объемного соотношения электролит: а40-46Х-ый раствор KOH

Таблица 3

Данные по очистке ДИФА в зависимости от концентрации раствора экстрагента

КОН (объемное соотношение электролит : раствор КОН 2: 1 — 1: 1) Как видно иэ табл. 1-3, использование совокупности технологических приемов в определенной последователь25 ности: э кстракция — обработка гидроксидом калия — дистилляция позволяет увеличить выход диметилформамида до 69Х от содержания в электролите и повысить его качество до квалификации по

ГОСТ 20289-74.