×
07.08.2020
220.018.3dd0

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКТАКАРБОНИЛА ДИКОБАЛЬТА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к химической промышленности, а именно к технологии получения октакарбонила дикобальта Co(CO), применяющегося, в частности, для получения высокочистого металлического кобальта, нанесения кобальтсодержащих покрытий, катализатора процессов оксосинтеза. В реактор последовательно загружают водный ацетат кобальта (II), гексан и воду с последующей продувкой азотом и подачей окиси углерода и водорода, нагреванием реакционной смеси в реакторе со скоростью 10°C в минуту, выдержкой в течение 60 минут при давлении 25-30 МПа и температуре 170°С, последующим разделением водной и органической фазы и выделением октакарбонила дикобальта из органической фазы путём низкотемпературной кристаллизации. За счёт низкотемпературной кристаллизации повышается выход целевого продукта (97,6% от теоретически возможного) и его чистота. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способу получения октакарбонила дикобальта (Co2(CO)8), применяющегося, в частности, для получения высокочистого металлического кобальта, нанесения кобальтсодержащих покрытий, катализатора процессов оксосинтеза.

Традиционные методы получения октакарбонила дикобальта сводятся к реакции металлического кобальта или его соединений (оксидов, солей) с окисью углерода или смесью окиси углерода и газообразного водорода при высоких давлениях и температурах (Синтезы неорганических соединений: в 3 т. / гл. ред. У. Джолли. - М.: Мир, 1966. - Т. 1. - 278 с.). Так, известен способ (Jolly W.L. Synthetic inorganic chemistry / W.L. Jolly. - New Jersey, 1964), по которому в качающийся автоклав емкостью 300 мл загружают 7,5 г CoCO3 и 75 мл низкокипящего растворителя (парафинового ряда); автоклав продувают окисью углерода для удаления воздуха, после чего вводят смесь окиси углерода и водорода (1:1) при давлении 240 избыточных атмосфер. Автоклав нагревают до 150-160°С, выдерживают при этой температуре в течение 3 часов, охлаждают до комнатной температуры и выпускают газ в вытяжку. Образовавшийся темный раствор фильтруют через бумагу и выдерживают при температуре около -10°C в течение ночи. Декантируют растворитель от темно-красных кристаллов. Кристаллы сушат в токе сухого азота и получают ~6 г сухого продукта с выходом ~55 %. К недостаткам указанного способа относится невысокий выход продукта и большой расход окиси углерода, необходимый для продувки реактора.

Также известен способ получения октакарбонила кобальта из его оксида Co2O3 (Iwanaga R. Effects of organic bases on the rate of the oxo reaction of methylacrylate // Bul. Chem. Soc. Japan. - 1962. - V. 35. - P. 865-869), согласно которому в стальном автоклаве диспергируют 16,6 г Co2CO3 в 180 мл бензольного раствора, содержащего 0,47 г пиридина. В полученную дисперсию медленно прибавляют 1,71 г октакарбонила дикобальта, после чего автоклав герметизируют и вводят смесь окиси углерода и водорода в соотношении 1:1 до достижения давления 200 кг/см2. Полученную смесь нагревают до 110°C и выдерживают при данной температуре. Автором не указан выход октакарбонила кобальта. К недостаткам осуществления указанного процесса относится необходимость внесения «затравки» - кристаллического октакарбонила дикобальта в начале синтеза.

Известен способ получения октакарбонила дикобальта (Пат. 3957684 US, МПК B01J 27/20. Continuous manufacture of solutions of cobalt carbonyl and cobalt carbonyl hydride in an organic solvent / Strohmeyer M., Nienburg H.J., Kummer R., Hohenschutz H.; заявитель и патентообладатель BASF Aktiengesellschaft, Германия. - опубл. 18.05.1976. - 3 с.) в среде органических растворителей, частично смешивающихся или несмешивающихся с водой, путём обработки водного раствора солей кобальта смесью окиси углерода и водорода при температурах 50-200°С и давлениях 50-500 атм. В качестве частично смешивающегося с водой органического растворителя используется н-бутиловый спирт, в котором содержится октакарбонил кобальта, гидрокарбонил кобальта или их смесь в количестве 0,02-4,0 %. При этом раствор указанных карбонилов в н-бутиловом спирте подаётся в реакционную смесь совместно с подачей смеси газов - окиси углерода и водорода при поддержании турбулентного потока. К недостаткам данного способа относится сложность осуществления технологического процесса и необходимость использования «затравки» -октакарбонила дикобальта, гидрокарбонила кобальта или их смеси в начале синтеза.

Известен способ получения октакарбонила дикобальта (Пат. 2131771 РФ, МПК B01J 37/00; B01J 31/04; C07C 45/50. Способ получения катализатора для процесса гидроформилирования / Хворов А.П., Гаврилова В.М., Гвоздовский Г.Н., Шмелев Р.А.; заявитель и патентообладатель Хворов А.П., РФ. - опубл. 20.06.1999. - 8 с.) путем взаимодействия водных растворов кобальтовых солей низших органических кислот C1-C3 с соединением, содержащим высшие органические кислоты, при повышенной температуре, отличающийся тем, что в качестве соединения, содержащего высшие органические кислоты, используют побочные кубовые продукты реакции гидроформилирования, образующиеся после регенерации кобальта уксусной кислотой и имеющие температуру кипения выше 160°С при остаточном давлении 50-200 мм. рт. ст. предварительно обработанные воздухом или кислородсодержащим газом при температуре 80-140°С в течение 3-6 ч. К недостаткам указанного способа относится сложность осуществления процесса регенерации кобальта, а сам процесс получения соответствующего октакарбонила не представлен. При этом авторы указывают степень превращения кобальта в соответствующий октакарбонил, как 98-100 %.

Известен способ получения октакарбонила дикобальта путём взаимодействия ацетата кобальта при нагревании и повышенном давлении (А.с. 710957 СССР, МПК C01G 51/02. Способ получения октакарбонила дикобальта / Магомедов Г.К., Медведева А.В., Сыркин В.Г и др.; заявитель и патентообладатель Предприятие П/Я Г-4236, Предприятие П/Я М-5168, СССР. - опубл. 25.01.1980. - 2 с.). Процесс проводят в среде гексана при температуре 180-200°С, давлении 15 МПа в течение 8 часов, выход составляет 97 %. К недостаткам данного способа относится необходимость продувки автоклава аргоном для удаления воздуха, длительность осуществления процесса. Получающийся октакарбонил дикобальта содержит примесь растворителя - гексана.

Новая техническая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в создании способа получения и выделения октакарбонила дикобальта, с целью повышения выхода целевого продукта и его максимальной чистоты за счёт низкотемпературной кристаллизации.

Данная техническая задача решается тем, что способ получения октакарбонила дикобальта реализуется в несколько этапов. На первом этапе в реактор-автоклав, снабженный газозахватной мешалкой, загружается 4-водный ацетат кобальта (II), гексан и вода. После загрузки реагентов система продувается азотом для вытеснения кислорода воздуха из реактора. Далее в реактор при включенной мешалке осуществляется подача окиси углерода и водорода так, чтобы соотношение парциальных давлений окиси углерода и водорода составляло 1:1.

Далее реакционная смесь нагревается со скоростью 10°C в минуту. Реакция проводится при давлении синтез-газа 25-30 МПа и температуре 170°C в течение 60 минут. Окончание реакции фиксируется по падению давления в реакторе.

После охлаждения реактора до комнатной температуры реакционная масса из приемной емкости переносится в делительную воронку, где отделяется нижний водный слой от раствора октакарбонилов дикобальта в гексане (верхний слой). В случае высокой конверсии солей кобальта, граница раздела чёткая, так как концентрация ацетата кобальта мала и водный слой (раствор) практически прозрачный.

После разделения раствор октакарбонила дикобальта в гексане сливается в приемную емкость, свободный объём ёмкости заполняется азотом для предотвращения контакта октакарбонилов дикобальта с кислородом. Ёмкость герметизируется и помещается в морозильную камеру при температуре минус 85 - минус 90°С и выдерживается при данной температуре до практически полного обесцвечивания гексана. При понижении температуры октакарбонил дикобальта кристаллизуется и выпадает в осадок. После окончания кристаллизации гексан декантируют и направляют на регенерацию, а выпавший в осадок октакарбонила дикобальта высушивают путем сдувки гексана азотом.

Таким образом, осуществление данного способа позволяет повысить выход целевого продукта и добиться его максимальной чистоты за счёт низкотемпературной кристаллизации.

Осуществление способа иллюстрируется примером.

В реактор-автоклав, снабженный газозахватной мешалкой, загружается 21,89 г 4-водного ацетата кобальта (II), 50,06 г гексана и 20,25 г воды. После загрузки реагентов система продувается азотом для вытеснения кислорода воздуха из реактора. После продувки инертным газом в реактор при включенной мешалке осуществляется подача окиси углерода до достижения давления 13 МПа, а затем подается водород до давления 26 МПа.

Далее давление в реакторе сбрасывается до 22 МПа путем отбора газообразной пробы на анализ методом газовой хроматографии и включается нагрев. Нагрев ведётся со скоростью 10°C в минуту. Реакция проводится при давлении синтез-газа 25 МПа и температуре 170°C в течение 60 минут. Окончание реакции фиксируется по падению давления в реакторе, после чего реактор охлаждается. Реакционная масса переносится в делительную воронку, где отделяется верхний слой - раствор октакарбонила дикобальта в гексане.

После разделения раствор октакарбонила дикобальта в гексане сливается в приёмную ёмкость, свободный объём ёмкости заполняется азотом для предотвращения контакта октакарбонилов дикобальта с кислородом. Ёмкость герметизируется и помещается в морозильную камеру при температуре минус 86°С и выдерживается при данной температуре до практически полного обесцвечивания гексана. Выпавшие кристаллы отсасывают на воронке Бюхнера и продувают азотом для удаления остаточного гексана. Выход составляет 7,31 г (97,6 % от теоретически возможного).

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-2 из 2.
24.07.2020
№220.018.36aa

Способ получения пропилпропионата

Изобретение относится к способу получения пропилпропионата в среде пропилового спирта с использованием этилена и окиси углерода на октакарбониле дикобальта с использованием азотсодержащего органического основания при повышенных давлении и температуре, где осуществляют подачу в реактор окиси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002727507
Дата охранного документа: 22.07.2020
16.05.2023
№223.018.5ef8

Способ получения продуктов оксосинтеза на основе этилена

Настоящее изобретение относится к способу получения катализатора процесса на основе соединений кобальта и продуктов оксосинтеза на основе этилена, включающему взаимодействие этилена с окисью углерода и водорода в реакторе-автоклаве с использованием регенерируемой каталитической системы на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002756174
Дата охранного документа: 28.09.2021
Показаны записи 1-10 из 72.
10.01.2013
№216.012.19fe

Способ определения свободного глиоксаля в глиоксальсодержащих карбамидоформальдегидных смолах

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения содержания свободных альдегидов в альдегидсодержащих смолах и полимерах. Способ включает получение спиртового раствора глиоксаля путем смешения пробы карбамидоформальдегидной смолы с этиловым спиртом, выдерживанием в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472146
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.05.2013
№216.012.410d

Средство для удаления ржавчины, накипи и других минеральных отложений на основе глиоксаля и его производных

Изобретение относится к химическим средствам удаления ржавчины, накипи и минеральных отложений с металлических поверхностей и может быть использовано для очистки поверхностей теплообменных аппаратов, нагревательных элементов, трубопроводов, котлов, бойлеров, отопительных систем, а также...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482223
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.06.2013
№216.012.5067

Способ получения 2-метилимидазола

Настоящее изобретение относится к способу получения 2-метилимидазола, включающий смешение 40% водного глиоксаля, ацетальдегида и водного аммиака с последующим выделением целевого продукта посредством дистилляции, отличающийся тем, что используют 25% раствор аммиака, смешение ацетальдегида с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486176
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.5068

Способ получения 2 -метил-4(5)-нитроимидазола

Изобретение относится к способу получения 2-метил-4(5)-нитроимидазола, заключающийся в том, что нитрование осуществляют нитрующей смесью, содержащей HSO и HNO, при этом мольное соотношение компонентов 2-метилимидазол:HSO:HNO составляет 1:4,28:3,83, причем серную кислоту с концентрацией 95%...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486177
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.5413

Способ получения 1,4-диоксан-2,3-диола

Изобретение относится к способу получения 1,4-диоксан-2,3-диола, который является реагентом для получения гетероциклических азотсодержащих соединений (в частности, пиразинов), а также используется в фотографии. Способ включает конденсацию глиоксаля с этиленгликолем при нагревании с удалением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487126
Дата охранного документа: 10.07.2013
27.07.2013
№216.012.59cc

Клеевая композиция

Изобретение относится к клеям на основе водной дисперсии винилацетатного полимера и может быть использовано в строительной, мебельной, текстильной, полиграфической промышленности, а также в других отраслях промышленности. Клеевая композиция включает водную дисперсию винилацетатного полимера,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488609
Дата охранного документа: 27.07.2013
20.08.2013
№216.012.5f6e

Катализатор для очистки отходящих газов, содержащих летучие органические соединения, способ его получения и способ очистки отходящих газов, содержащих летучие органические соединения

Изобретение относится к области гетерогенного катализа, а именно к катализатору для очистки отходящих производственных газов от летучих органических соединений, и может быть использовано в химической промышленности, например, для полного окисления отходящих газов производства глиоксаля от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490062
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.03.2014
№216.012.a9a4

Способ получения низкозастывающих зимних сортов топлив депарафинизацией

Изобретение относится к депарафинизации нефтепродуктов. Изобретение касается способа получения низкозастывающих зимних сортов топлив депарафинизацией нефтепродуктов путем смешения сырья с поверхностно-активным веществом, охлаждения до температуры депарафинизации с последующим выделением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509143
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.07.2014
№216.012.dffb

Способ нитрования 2-метилимидазола

Изобретение относится к способу получения 2-метил-4(5)-нитроимидазола, включающему нитрование 2-метилимидазола азотнокислым натрием в присутствии серной кислоты при нагревании, охлаждение с последующей нейтрализацией реакционной смеси и выделением целевого продукта, отличающемуся тем, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523125
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.09.2014
№216.012.f2fb

Способ получения диметридазола

Изобретение относится к способу получения 1,2-диметил-5-нитроимидазола, который заключается в реакции синтеза 2-метил-4(5)-нитроимидазола с диметилсульфатом в присутствии муравьиной кислоты при нагревании и под давлением, в дальнейшем удалении из реакционной смеси муравьиной кислоты и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528025
Дата охранного документа: 10.09.2014
+ добавить свой РИД