Спосіб переробки нижчих дикарбонових кислот

Винахід відноситься до області органічної хімії, а саме, до способу очистки та розділення відходу виробництва адипінової кислоти - плаву нижчих дикарбонових кислот, який складається з суміші кислот C4-C6, нерозчинних та розчинних смол, сполук міді, ванадію, заліза. Відомий спосіб очистки та розділення суміші нижчих дикарбонових кислот (надалі НДК) послідовною кристалізацією з водного розчину забруднених адипінової, янтарної та глутарової кислот. Виділені кислоти перекристалізовуються з азотної кислоти, кристали промиваються діїзопропіловим ефіром з подальшою перекристалізацією з води для отримання порівняно чистих індивідуальних кислот [1]. Недолік способу в тому, що відсутня попередня очистка НДК від смол та металів, тому потрібні додаткові операції перекристалізації з застосуванням азотної кислоти та промивки кристалів ефіром, після чого потрібно перекристалізувати органічні кислоти з води. Операції перекристалізації та промивки кристалів діізопропіловим ефіром потребують додаткових енергетичних затрат, додаткового обладнання з жорсткими вимогами по корозійній стійкості та протипожежній безпеці і не гарантують чистоту виділених кислот. Найбільш близьким до запропонованого нами є спосіб переробки плаву НДК розчиненням його в спиртах C1-C2, з подальшим фільтруванням розчину від домішок та обробкою фільтрату катіонітом. На катіоніті уловлюється до 98% міді, 82% ванадію, 45% заліза та відбувається еретифікація кислот на 85% [2]. Недолік способу в недостатньому уловлюванні металів катіонітом, відсутності очистки від смол та неповній етерифікації кислот. Для отримання очищених складних ефірів необхідно доетерифікувати кислоти, а потім розігнати суміш. Додаткові операції потребують додаткового обладнання, енергетичних затрат, ставлять підвищені вимоги до протипожежної безпеки процесу. В основу винаходу поставлено задачу очистки та розділення відходу виробництва адипінової кислоти плаву НДК. Вирішення поставленої задачі досягається тим, що в відомому способі, який включає розчинення плаву НДК, обробки розчину катіонітом, фільтрування, виділення окремих компонентів та регенерацію катіоніту, НДК розчиняють у гарячій воді до концентрації приблизно 50%, фільтрують від механічних домішок, проводять осадження міді та відновлення п'ятивалентного ванадію до чотирьохвалентного щавлевою кислотою, осад оксалату міді та нерозчинні смоли відфільтровують окремо один від одного, або фільтрування від механічних домішок, осаду оксалату міді та нерозчинних смол проводять одночасно« потім фільтрат розбавляють водою до концентрації 10-20%, пропускають через шар гранульованого активованого вугілля, обробляють розчин сильнокислотним катіонітом і подають на кристалізацію, де випаровують до концентрації 50-65%, охолоджують І з допомогою центрифуги або фільтрування виділяють адипінову кислоту, а Із маточного розчину упаруванням, плавленням та кристалізацією виділяють суміш очищених янтарної та глутарової кислот. Спосіб ще відрізняється тим, що регенерацію катіоніту проводять з фракціонуванням елюату на декілька частин. Плав НДК при перемішуванні розчиняють в воді при 70-80°С до концентрації розчину 45-55 мас.% з вмістом смол 1,0—2,0 мас.%., міді 0,3-0,5 мас.%, ванадію 0,05-0,10 мас.%. До розчину добавляють щавлеву кислоту в кількості, необхідній для осадження міді та відновлення п'ятивалентного ванадію до чотирьохвалентного в вигляді іону [0=V(H2O)5]2+. Осад оксалату міді, нерозчинні смоли та мехдомішки відфільтровують при 70-80°С, фільтрат з вмістом смол 0,2-0,3 мас.%, міді 0,04-0,05 мас.% розбавляють водою до 10-20 мас.% для покращення адсорбції смол. Після охолодження до 35~45°С розчин НДК пропускають через шар гранульованого активованого вугілля АГ-3 з швидкістю 1-2 год-1. На вугіллі з розчину адсорбуються смолисті речовини) прискорюється відновлення ванадію. Освітлений розчин з швидкістю 1-2 год.-1 пропускається через три послідовно підключені колони, заповнені сильнокислотним катіонітом КУ-2х8 в Н-формі. Внаслідок попереднього виділення міді в вигляді оксалату та утворення двозарядного катіону чотирьохвалентного ванадію, який має більшу здатність до іонного обміну, ніж Іони .п'ятивалентного ванадію міжрегенераційний пробіг катіоніту збільшується в 8-12 разів. При досягненні в розчині НДК після першої по ходу розчину колони вмісту ванадію 0,01 мас.% її переводять на регенерацію, підключаючи замість неї ту колону, яка була другою. В кінці батареї завжди знаходиться свіжовідрегенерована колона. Очищений від смол та металів розчин НДК упарюють до 50-65 мас.%., охолоджують до 40-45°С і з нього виділяють адипінову кислоту з колірністю 15-20 по Хазену, вмістом міді не більше 0,005 мас.%, ванадію не більше 0,003 мас.%., заліза не більше 0,001 мас.%. Маточний розчин фільтрації адипінової кислоти з концентрацією 40-45 мас.% випаровують І розплавляють дикарбонові кислоти. З розплаву при охолодженні формують лусочки очищених НДК з забарвленням не більше 100 по Хазену та вмістом важких металів не більше 0,02 мас.%. Випарувану в процесі воду конденсують І використовують для розчинення НДК та промивки катіоніту та вугілля перед та після їх регенерацій. Регенерацію катіоніту проводять з фракціонуванням елюату на три рівні частини для зменшення витрати азотної кислоти та отримання більш концентрованих по металах розчинів. Першу фракцію елюату направляють на нейтралізацію, другу та третю фракції послідовно використовують для регенерації Іншої' колони як першу та другу. Третьою фракцією стає чиста 6-8 мас. % азотна кислота, якою відмивають з катіоніту залишки металів.