[發明專利]一種醋酸鈷溶液的制備方法

無效

• 申請號: 200910114363.7
• 申請日: 2009-09-02
• 公開（公告）號: CN101643399A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 尹作棟;唐文延;雷莎莎;韓廷解
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: C07C53/10
• 分類號: C07C53/10;C07C51/41;B01J31/02;B01J31/04;B01J27/053;B01J35/12
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司
• 代理人: 翁建華

技術領域

本發明屬醋酸鈷溶液的制備方法領域。

技術背景

醋酸鈷是生產對苯二甲酸(PTA)的重要催化劑。國內外制備醋酸鈷的方法有多種，但 基本上是以金屬鈷為起始原料，在稀醋酸溶液中，經氧化制成醋酸鈷。由于采用不同的氧化 劑而出現了一系列不同的制備工藝。概括起來主要有以下幾種：

(1)用硝酸作氧化劑制備醋酸鈷：

這是一種傳統工藝，通常多采用稀硝酸作氧化劑，但也有采用濃硝酸作氧化劑的。無論 是濃硝酸或稀硝酸作氧化劑，其主要缺點均在于反應速度慢，流程較長，生產效率低，鐵含 量高，硝酸鹽高，去雜過程較復雜，同時產生大量的NO和NO₂有毒廢氣，污染大氣，反應液 也不能直接用于配制液態催化劑。

(2)用過氧化物作氧化劑制備醋酸鈷：

據有關報道，曾有蘇聯專利SU1728222A公開了金屬鈷和醋酸在過氧化氫或過氧醋酸存 在下制備醋酸鈷的方法。中國專利申請《醋酸鈷的制備方法》(申請號200710025235.6)公 開的也是以過氧化氫或過氧乙酸為氧化劑、以金屬鈷和稀醋酸為原料制備醋酸鈷的技術，不 同點是該發明調整了過氧化氫或過氧乙酸的用量和配比。中國專利《醋酸鈷的制備方法》(專 利號95110509.4)公開的方法是在一個柱形反應器中，加入不經任何超細分散處理的工業 級鈷；在反應器頂部加入預先混合的過氧化氫和醋酸水溶液，從反應器底部連續排出醋酸鈷 反應液，這種反應液可直接用于催化劑的調配。也有報道日本專利昭56-33377已公開了一 種通過連續向反應器中提供過氧化氫、醋酸和水的混合液，連續或間歇式地加入鈷粉，不斷 排出生成的醋酸鈷溶液的制備方法；這種用過氧化物作氧化劑制備醋酸鈷方法能連續生產， 污染少，反應液品質好，但其缺點是反應液中鈷含量低，需要消耗大量能源進行濃縮，其次 雙氧水等過氧化物不穩定，易分解，反應效率低。

(3)用氧氣或空氣作氧化劑制備醋酸鈷：

中國專利《醋酸鈷的制備方法》(專利號01134102.5)和中國專利申請《醋酸鈷的制備 方法》(專利申請號200410025224.4)公開了在一種柱形反應器中，加入金屬鈷，在反應器 頂部加入一定溫度的稀醋酸，同時通空氣氧化，生成的醋酸鈷溶液從柱形反應器底部連續排 出，然后濃縮、結晶制備醋酸鈷的方法。兩者的不同點是通入空氣方式不同，前者從柱形器 頂部、后者從底部加入。這種制備醋酸銻的方法，由于采用空氣或氧氣作氧化劑，原材料成 本較低，反應液的品質較好；不足之處是空氣的氧化效率低，反應時間長，反應液中的鈷含 量低。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種反應時間短，工藝簡單、能耗低的醋酸鈷溶液的制 備方法。

本發明以如下技術方案解決上述技術問題：

把金屬鈷粉分散在醋酸酐中，鈷粉與醋酸酐的重量比為1∶2.5～10.0，在催化劑存在下 鼓入空氣或氧氣進行氧化；氧化反應結束后，過濾，獲得粉紅色的鈷鹽粉末，加少量水溶解， 再過濾除渣，濾液用醋酸調節至弱酸性，制得醋酸鈷溶液。

催化劑的添加量為金屬鈷重量的0.5％～5％。

所用催化劑由兩組分組成，第一種組分是對苯二酚、鄰苯二酚中的任何一種或它們的混 合物；第二組分是過硫酸鹽、過氧化氫、過氧醋酸中的任何一種或它們的混合物；復合催化 劑的兩組分中，苯二酚與過氧化物的重量比是1∶1～0.2。

本發明采用了醋酸酐作為反應原料和反應介質，用空氣或氧氣作氧化劑，在催化劑存在 下，經反應制得鈷鹽中間產物，再經水溶解和調PH值制得不同濃度的醋酸鈷溶液。反應條 件溫和，反應時間短，工藝簡單，流程短，能耗低，產品質量好。

具體實施方法

在帶有回流裝置的柱形反應釜中，把鈷粉分散在醋酸酐中，加入適量催化劑，在溫度為 25～120℃條件下鼓入空氣約20～120分鐘進行反應，反應結束后，過濾，分離出不溶于醋 酸酐的粉紅色鈷鹽中間產物，濾液返回柱形反應釜循環使用。然后，將鈷鹽中間產物，加蒸 餾水攪拌溶解，再過濾，所得濾液用醋酸調PH值至弱酸性，即制得醋酸鈷溶液。該溶液亦 可經進一步濃縮，結晶、制得醋酸鈷晶體。

在上述制備過程中，醋酸酐要過量，如醋酸酐用量不足，金屬鈷反應不完全；但用量過 大，又會增大醋酸酐的消耗；鈷粉與醋酸酐的重量比可以采用1∶2.5～10.0。