一种醋酸钴溶液的制备方法技术

一种醋酸钴溶液的制备方法，其特征是把金属钴粉分散在醋酸酐中，钴粉与醋酸酐的重量比为１∶２．５～１０．０，在催化剂存在下鼓入空气或氧气进行氧化；氧化反应结束后，过滤，获得的钴盐粉末加少量水溶解，再过滤除渣，滤液用醋酸调节至弱酸性，制得醋酸钴溶液。用本发明专利技术方法制备醋酸钴溶液反应条件温和，反应时间短，工艺简单，流程短，能耗低，产品质量好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属醋酸钴溶液的制备方法领域。
技术介绍
. 醋酸钴是生产对苯二甲酸(PTA)的重要催化剂。国内外制备醋酸钴的方法有多种，但 基本上是以金属钴为起始原料，在稀醋酸溶液中，经氧化制成醋酸钴。由于采用不同的氧化剂而出现了一系列不同的制备工艺。概括起来主要有以下几种(1) 用硝酸作氧化剂制备醋酸钴这是一种传统工艺，通常多采用稀硝酸作氧化剂，但也有采用浓硝酸作氧化剂的。无论 是浓硝酸或稀硝酸作氧化剂，其主要缺点均在于反应速度慢，流程较长，生产效率低，铁含量高，硝酸盐高，去杂过程较复杂，同时产生大量的N0和N02有毒废气，污染大气，反应液也不能直接用于配制液态催化剂。(2) 用过氧化物作氧化剂制备醋酸钴据有关报道，曾有苏联专利SU1728222A公开了金属钴和醋酸在过氧化氢或过氧醋酸存 在下制备醋酸钴的方法。中国专利申请《醋酸钴的制备方法》(申请号200710025235. 6)公 开的也是以过氧化氢或过氧乙酸为氧化剂、以金属钴和稀醋酸为原料制备醋酸钴的技术,不 同点是该专利技术调整了过氧化氢或过氧乙酸的用量和配比。中国专利《醋酸钴的制备方法》(专 利号95110509.4)公开的方法是在一个柱形反应器中，加入不经任何超细分散处理的工业 级钴；在反应器顶部加入预先混合的过氧化氢和醋酸水溶液，从反应器底部连续排出醋酸钴 反应液，这种反应液可直接用于催化剂的调配。也有报道日本专利昭56-33377己公开了一 种通过连续向反应器中提供过氧化氢、醋酸和水的混合液，连续或间歇式地加入钴粉，不断 排出生成的醋酸钴溶液的制备方法；这种用过氧化物作氧化剂制备醋酸钴方法能连续生产， 污染少，反应液品质好，但其缺点是反应液中钴含量低，需要消耗大量能源进行浓縮，其次 双氧水等过氧化物不稳定，易分解，反应效率低。(3) 用氧气或空气作氧化剂制备醋酸钴中国专利《醋酸钴的制备方法》(专利号01134102.5)和中国专利申请《醋酸钴的制备方法》(专利申请号200410025224. 4)公开了在一种柱形反应器中，加入金属钴，在反应器 顶部加入一定温度的稀醋酸，同时通空气氧化，生成的醋酸钴溶液从柱形反应器底部连续排 出，然后浓縮、结晶制备醋酸钴的方法。两者的不同点是通入空气方式不同，前者从柱形器 顶部、后者从底部加入。这种制备醋酸锑的方法，由于采用空气或氧气作氧化剂，原材料成 本较低，反应液的品质较好；不足之处是空气的氧化效率低，反应时间长，反应液中的钴含 量低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种反应时间短，工艺简单、能耗低的醋酸钴溶液的制 .备方法。本专利技术以如下技术方案解决上述技术问题-把金属钴粉分散在醋酸酐中，钴粉与醋酸酐的重量比为1 : 2.5 10.0，在催化剂存在下 鼓入空气或氧气进行氧化；氧化反应结束后，过滤，获得粉红色的钴盐粉末，加少量水溶解， 再过滤除渣，滤液用醋酸调节至弱酸性，制得醋酸钴溶液。催化剂的添加量为金属钴重量的0. 5% 5%。所用催化剂由两组分组成，第一种组分是对苯二酚、邻苯二酚中的任何一种或它们的混 合物；第二组分是过硫酸盐、过氧化氢、过氧醋酸中的任何一种或它们的混合物；复合催化 剂的两组分中，苯二酚与过氧化物的重量比是l : 1 0.2。本专利技术采用了醋酸酐作为反应原料和反应介质，用空气或氧气作氧化剂，在催化剂存在 下，经反应制得钴盐中间产物，再经水溶解和调PH值制得不同浓度的醋酸钴溶液。反应条 件温和，反应时间短，工艺简单，流程短，能耗低，产品质量好。具体实施方法在带有回流装置的柱形反应釜中，把钴粉分散在醋酸酐中，加入适量催化剂，在温度为 25 120'C条件下鼓入空气约20 120分钟进行反应，反应结束后，过滤，分离出不溶于醋 酸酐的粉红色钴盐中间产物，滤液返回柱形反应釜循环使用。然后，将钴盐中间产物，加蒸 馏水搅拌溶解，再过滤，所得滤液用醋酸调PH值至弱酸性，即制得醋酸钴溶液。该溶液亦 可经进一步浓縮，结晶、制得醋酸钴晶体。在上述制备过程中，醋酸酐要过量，如醋酸酐用量不足，金属钴反应不完全；但用量过 大，又会增大醋酸酐的消耗；钴粉与醋酸酐的重量比可以采用1: 2.5 10.0。所用催化剂是由两组分构成的复合催化剂，第一组分是对苯二酚、邻苯二酚中的任何一 种或它们的混合物；第二种组分是溶于水的过硫酸盐(如过硫酸钾、过硫酸铵等〉、过氧化 氢、过氧醋酸中的任何一种或它们的混合物。复合催化剂的两组分中， 一般以苯二酚为主， 过氧化物为辅，其重量比通常是l: 1 0.2。在反应中催化剂的添加重量为金属钴重量的0. 5% 5%。反应在负压、常压或低压条件下都可以进行，但低压对反应设备要求提高，也不安全； 而在负压条件下，醋酸酐更容易挥发，会导致其消耗增加。因此，常用的是选择常压。 在反应中空气流量一般控制在0. 0006-0. 006(m7h) /克钴粉。反应期间鼓泡氧化的温度如过低，会使反应时间过长，反之则会产生副反应，使醋酸钴 质量下降，醋酸酐挥发量也增大， 一般可在25 12(TC间选用。实施例1在带有回流装置的柱形反应釜中，加入醋酸酐150克，钴粉20.0克，以及复合催化剂 l.O克(其中对苯二酚0.7克，过硫酸钾0.3克)，在常压下，鼓入空气0.12m7h，保持反 应温度为55 75'C，反应90分钟，反应结束后，过滤分离出不溶于醋酸酐的粉红色钴盐中 间产物，然后，加蒸馏水搅拌溶解，再过滤，所得滤液用醋酸调PH值至5.5，制得醋酸钴 溶液。滤液返回柱形反应釜循环使用。钴转化率达95.0%。实施例2在带有回流装置的柱形反应釜中，加入醋酸酐100克，钴粉15.0克，以及复合催化剂 0.45克(其中对苯二酚0.21克，30%双氧水0.8克)，在常压下，鼓入空气0.04mVh，保持 反应温度为75 105'C，反应约120分钟，反应结束后，过滤分离出不溶于醋酸酐的粉红色钴盐中间产物，然后，加蒸馏水搅拌溶解，再过滤，所得滤液用醋酸调ra值至4.3，制得醋酸钴溶液。滤液返回柱形反应釜循环使用。钴转化率达75.49L 实施例3在带有回流装置的柱形反应釜中，加入60克醋酸酐，20.0克钴粉，以及0.12克复合催 化剂(其中对苯二酚0.06克，过氧醋酸0.06克)，在常压下，鼓入空气0. 015mVh，保持反 应温度为30 45'C，反应约65分钟，反应结束后，过滤分离出不溶于醋酸酐的粉红色钴盐 中间产物，然后，加蒸馏水搅拌溶解，再过滤，所得滤液用醋酸调ra值至5. 2，可制得醋酸钴溶液。滤液返回柱形反应釜循环使用。钴转化率达35.5%。 实施例4在带有回流装置的柱形反应釜中，加入醋酸酐50克醋酸酐，钴粉5.0克，以及复合催 化剂0.25克(其中对苯二酚0.10克，间苯二酚0.10克；过硫酸钾0.05克)，在常压下， 通入空气0. 03m3/h,保持反应温度为65 75'C，反应约25分钟，反应结束后，过滤分离出 不溶于醋酸酐的粉红色钴盐中间产物，然后，加蒸馏水搅拌溶解，再过滤，所得滤液用醋酸 调PH值至3.2,制得醋酸钴溶液。滤液返回柱形反应釜循环使用。钴转化率达56.0%。权利要求1.，其特征是把金属钴粉分散在醋酸酐中，钴粉与醋酸酐的重量比为1∶2.5～10.0，在催化剂存在下鼓入空气或氧气进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种醋酸钴溶液的制备方法，其特征是把金属钴粉分散在醋酸酐中，钴粉与醋酸酐的重量比为１∶２．５～１０．０，在催化剂存在下鼓入空气或氧气进行氧化；氧化反应结束后，过滤，获得的钴盐粉末加少量水溶解，再过滤除渣，滤液用醋酸调节至弱酸性，制得醋酸钴溶液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹作栋，唐文延，雷莎莎，韩廷解，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：45[]