Описывается способ получения уротропина, заключающийся в каталитическом окислении кислородом воздуха метанола в формальдегид при температуре 650-710 o С, взаимодействии формальдегида с аммиаком в реакторе, заполненном маточником, с последующим осаждением полученных кристаллов, при этом в реактор дополнительно вводят формальдегид в виде водного или водно-метанольного раствора, взятого в количестве 5-50 мас.% от подаваемого в составе контактных газов формальдегида, а массовое соотношение метанол:аммиак поддерживается равным 1:(0,35-0,5) соответственно. 1 табл.
Изобретение относится к технологии получения гексаметилентетрамина (уротропина) и может быть использовано в химической промышленности для синтеза различных марок конденсационных смол, а также в фармацевтической промышленности. Известен способ синтеза гексаметилентетрамина (ГМТА), включающий взаимодействие в реакторе синтеза водного или водно-метанольного раствора формальдегида (формалина) с концентрацией 37- 42 мас.% с газообразным аммиаком с образованием разбавленного водного раствора ГМТА, испарительную кристаллизацию технического уротропина в вакуум-кристаллизаторе, осуществляемую подводом необходимого количества тепла в греющую камеру аппарата [Патент ЧССР 230110 от 01.05.1986 г.]. Недостатком способа является необходимость проведения процесса синтеза и кристаллизации в отдельных аппаратах, низкая мощность реактора синтеза, затраты тепла на выпаривание разбавленного раствора ГМТА. Техническим результатом, на решение которого направлено настоящее изобретение, является увеличение мощности реактора синтеза ГМТА и снижение энергозатрат. Указанный технический результат достигается способом получения гексаметилентетрамина (уротропина), заключающемся в каталитическом окислении кислородом воздуха метанола в формальдегид при температуре 650-710 o С, взаимодействии формальдегида с аммиаком в реакторе, заполненном маточником, с последующим осаждением полученных кристаллов, при этом в реактор дополнительно вводят формальдегид в виде водного или водно-метанольного раствора, взятого в количестве 5-50 мас.% от подаваемого в составе контактных газов формальдегида, а массовое соотношение метанол: аммиак поддерживается равным 1: (0,35-0,5) соответственно. Установленное количество дополнительно вводимого водного или водно-метанольного раствора формальдегида зависит от требуемого увеличения мощности, концентрации подаваемого раствора формальдегида (35-60 мас.%), минимально возможного количества флегмы, обеспечивающего требуемый состав отходящих газов. Введение формальдегида в количестве менее 5% не дает существенного увеличения мощности, практически не влияет на режим работы реактора синтеза ГМТА. Введение формальдегида в количестве более 50% не позволяет за счет выделяющегося при взаимодействии аммиака с формальдегидом в составе контактных газов тепла обеспечить проведение испарительной кристаллизации разбавленного раствора ГМТА и выпаривание минимального количества флегмы для требуемой очистки отходящих газов. Пример осуществления способа Метанол-ректификат в количестве 3,5 т/час разбавляют деминерализованной водой до концентрации 60-68 мас.% и направляют в спиртоиспаритель. Воздух в количестве 3800 нм 3 /час, барботируя в спиртоиспарителе, насыщается парами метанола и воды. Образовавшаяся спиртовоздушная смесь, подогретая до 80-100 o С, поступает в контактный аппарат, где на серебряном катализаторе при температуре 650-710 o С протекают реакции окисления и дегидрирования метанола СН 3 ОН+1/2O 2 -->СН 3 О+Н 2 О+Q 1 СН 3 ОН-->СН 2 O+Н 2 -Q 2 Из зоны контактирования газовая смесь, содержащая диоксид углерода, оксид углерода, водород, формальдегид, воду, метан, непрореагировавшие метанол и кислород, азот, охлаждается до 120 o С и под вакуумом поступает в реактор, заполненный маточником. Одновременно в реактор подают контактные газы, содержащие формальдегид, водный или водно-метанольный раствор формальдегида в количестве 0,5-3,5 м 3 /час и газообразный аммиак в количестве 1,216-1,721 т/час, где при температуре 72-83 o С и вакууме 460 мм рт.ст. образуется ГМТА 6СН 2 О+4NH 3 -->(СН 2) 6 N 4 +6Н 2 O+Q 3 Массовое соотношение метанол:аммиак=1:(0,35-0,5). Подача флегмы на барботажные тарелки в верхней части реактора поддерживается автоматически в интервале 1,0-2,35 з /чac в зависимости от уровня маточника в аппарате. Образовавшийся ГМТА выделяют в виде кристаллов из насыщенного раствора. Суспензия из нижней части реактора поступает в мутильник, где происходит осаждение кристаллов ГМТА. Пульпа (сгущенная суспензия) из нижней части мутильника поступает в центрифугу для отделения кристаллов ГМТА, в том числе из формальдегида в составе контактных газов, из раствора формальдегида. Для конкретизации вышеизложенного приводим примеры осуществления предлагаемого способа в заявленных режимах. Условия и результаты осуществления заявленного способа представлены в таблице. Из анализа экспериментальных данных следует, что предлагаемый способ позволяет увеличить мощность реактора синтеза ГМТА на 4,8-48%, совместить синтез и кристаллизацию ГМТА из аммиака и формальдегида в составе контактных газов с синтезом и испарительной кристаллизацией ГМТА из аммиака и водного или водно-метанольного раствора формальдегида, снизить энергозатраты за счет рационального использования избыточного количества тепла, выделяющегося в реакторе синтеза.
Формула изобретения
Способ получения гексаметилентетрамина (уротропина), включающий каталитическое окисление кислородом воздуха метанола в формальдегид при температуре 650-710 o С, взаимодействии формальдегида с аммиаком в реакторе, заполненном маточником, с последующим осаждением полученных кристаллов, отличающийся тем, что в реактор дополнительно вводят формальдегид в виде водного или водно-метанольного раствора, взятого в количестве 5-50 мас.% от подаваемого в составе контактных газов формальдегида, а массовое соотношение метанол: аммиак поддерживается равным 1:(0,35-0,5) соответственно.
Похожие патенты:
Изобретение относится к методам разделения водных растворов, содержащих уротропин, на очищенный и сконцентрированный растворы и может быть применено в химической, медицинской и других отраслях промышленности, а также в пороховой промышленности
Изобретение относится к гидроксиэфирам, к способу применения таких соединений для индуцирования иммуносупрессии, а также для лечения отторжения при трансплантации или реакции несовместимости аутоиммунных заболеваний, воспалительных заболеваний, лейкемии/лимфомы взрослых Т-клеток, твердых опухолей, грибковых инфекций и нарушений, связанных с сосудистой гиперпролиферацией
Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к получению 4-пиридон-производных ф-лы 1, CH=CY-CF=CH-C=C- N(R
Изобретение относится к способу получения новых присадок-регуляторов вязкоупругих свойств ассоциированных мультикомпонентных нефтяных систем, которые могут быть использованы в нефтяной и нефтехимической промышленности
Изобретение относится к органической химии, а именно к синтезу неизвестных ранее {метилкарбонилоксиполи(алкиленокси)}пропан хлоридов, обладающих бактерицидной и фунгицидной активностью, которые могут быть использованы для борьбы с бактериальными и грибковыми поражениями в медицине, ветеринарии и сельском хозяйстве
Формалин играет большую роль в промышленности при изготовлении пластических масс и в сельском хозяйстве при борьбе с вредителями и болезнями растений. Формалин используется также для приготовления лекарства (уротропина).
Получение формалина осуществляют окислением метилового спирта кислородом воздуха или солями, богатыми кислородом (дихроматом калия или перманганатом калия). Вы можете использовать оба метода.
1-й метод. В колбу емкостью 100 мл налейте метилового спирта. Колбу поместите на водяную баню (рис.).
Рис. Прибор для получения формалина: 1 - медная сетка.
В стеклянную трубку диаметром 20-25 мм поместите медную сетку или медную спираль из тонкой проволоки. Один конец трубки соедините с колбой, в которую вставлена Г-образная стеклянная трубка диаметром 8 мм, другой - с холодильником шифа. Холодильник установите вертикально на колбу Вюрца, отросток которой соедините с водоструйным насосом или аспиратором, а колбу поместите в ванну с холодной водой. Температуру воды в водяной бане поддерживайте не выше 50 °С.
Когда термометр, установленный на бане, покажет температуру 45-48 °С, откройте водопроводный кран, с которым соединен водоструйный насос, и начинайте нагревать трубку с медной проволокой или сеткой. Как только последняя накалится докрасна, нагревание прекратите, так как дальнейшее нагревание сетки идет за счет тепла, выделяемого при окислении спирта кислородом воздуха.
В трубке в присутствии катализатора меди происходит реакция:
СН 3 ОН + О = НСНО + Н 2 О.
Пары муравьиного альдегида начинают сгущаться в холодильнике и оттуда в виде жидкости с резким неприятным запахом, сильно раздражающим слизистую оболочку носа и глаз, поступают в приемник.
Собрав достаточное количество формальдегида, проведите с ним ряд опытов, например получение серебряного зеркала, действие на фелингову жидкость, на свертывание белка.
2-й метод.В пробирку налейте 3-4 мл насыщенного раствора двухромовокислого калия и столько же концентрированной серной кислоты. К этой смеси по каплям добавляйте метиловый спирт и осторожно нагревайте на слабом огне. Жидкость меняет оранжевую окраску на зеленую, что указывает на образование сульфата хрома [Сr 2 (SO 4) 3 ], при этом выделяется формальдегид, который узнают по резкому запаху.
Вначале происходит реакция между серной кислотой и дихроматом калия:
К 2 Сr 2 O 7 + 4Н 2 SO 4 = К 2 SO 4 + Сr 2 (SO 4) 3 + 4Н 2 O + 3O.
Образовавшийся при реакции между серной кислотой и двухромовокислым калием атомарный кислород окисляет метиловый спирт.
СН 3 ОН + О = НСНО + Н 2 О
Обобщая реакции, получаем уравнение:
3СН 3 ОН + К 2 Сr 2 O 7 + 4Н 2 SO 4 = К 2 SO 4 + Сr 2 (SO 4) 3 + 3НСНО + 7H 2 O
Из формалина можно получить уротропин (широко распространенное лекарство). Вы можете повторить опыты А. М. Бутлерова и получить кристаллы уротропина.
В фарфоровую чашку налейте 10 мл формалина и 10 мл раствора аммиака 25-процентной концентрации и нагревайте некоторое время; затем чашку перенесите на водяную баню и выпаривайте до небольшого объема, после чего оставьте кристаллизоваться. Происходит следующая реакция:
6НСОН + 4NН 4 ОН = (СН 2) 6 N 4 + 10Н 2 О.
Из уротропина действием на него серной кислоты можно выделить формалин. При нагревании уротропин возгоняется, не проходя стадии плавления.
В середине XIX векарусский ученый Александр Михайлович Бутлеров проводил химический эксперимент воздействия аммиака на диоксиметилен. В ходе опыта были выделены кристаллы азотосодержащего соединения. Вещество получило название уротропин. Обнаруженные свойства уничтожать гнилостные бактерии, препятствовать росту болезнетворных микроорганизмов позволили внести его в список пищевых консервантов.
Дешевое и эффективное средство взяли на вооружение производители красной зернистой икры. Продукт, сдобренный синтетическим порошком, не портился годами.
Гексаметилентетрамин (в международном стандарте Hexamethylenetetramine или Hexamethylentetramin) - наименование в официальных документах. Именно его указывают на упаковочной таре.
Под индексом E 239 добавка значится в INS (международная система классификации), в ряде документов встречается написание Е–239.
Другие названия (в скобках указаны международные синонимы):
- уротропин (urotropin), наиболее часто встречающийся синоним;
- гексамин (hexamine);
- метенамин(methenamine), непатентованное название, применяемое в фармакологии;
- уризол (в химическом производстве);
- аминоформ.
Тип вещества
Пищевая добавка Е 239 относится к группе синтетических консервантов . Получение вещества отличается низкой себестоимостью. смешивают в воде с аммиаком, затем выпаривают в вакуумной установке.
В качестве примесей используют соли аммония и полимеры свободного формальдегида.
Для медицинских целей уротропин растворяют в спирте. Очищенное таким образом вещество выкристаллизовывают и высушивают.
Свойства
Упаковка
Гексаметилентетрамин поступает расфасованным в тканные или бумажные многослойные мешки объемом 25 кг.
Обязательно должна стоять маркировка, предупреждающая о высоких горючих свойствах вещества.В аптеки уротропин поставляют в форме таблеток, 40% раствора для инъекций или кристаллического порошка.
Применение
С 1 июля 2010 года консервант E 239 окончательно запрещен в составе продуктов и исключен из списка пищевых добавок.Гексаметилентетрамин нашел применение в медицине благодаря антисептическим свойствам. Им лечат ожоги и гнойные раны.
Пищевая добавка Е 239 входит в состав многих дезодорирующих средств (например, паста Теймурова).
Способность уротропина изменять нативное построение молекул в белке используют для лечения цистита, пиелонефрита и других заболеваний мочевыводящих путей. В сочетании с хлористым кальцием консервант E 239 обладает мочегонным и противовоспалительным действием.
Уротропин и продукты его распада практически полностью выводятся из организма в течение двадцати четырех суток.
В медицине гексаметилентетрамин долгое время имел широкий спектр применения (лечение гриппа, ангины, менингита, кожных заболеваний). Многочисленные побочные эффекты (тошнота, диарея, аллергическая сыпь, негативное влияние на печень и почки) заставили ограничить использование.
Гексаметилентетрамин применяют для производства полимерных материалов, искусственных смол, вулканизации каучука, огнеупорных материалов.
Любители походов для быстрого розжига костра используют белые таблетки «сухого горючего». Популярное топливо не что иное, как уротропин с небольшим количеством парафина. Отсырев, вещество не утрачивает способности воспламеняться.
При нитрировании гексаметилентетрамина азотной кислотой получают гексоген, взрывчатое вещество и сильнейший яд.
Польза и вред
Во многих европейских странах добавлять уротропин в продукты питания запретили еще в 1961 году.
Государственное агентство по пищевым стандартам Великобритании провело ряд исследований и признало консервант безопасным для здоровья. Добавка Е 239 была разрешена для производства сыра Проволон.
Международный комитет экспертов обвинил агентство в фальсификации результатов с целью лоббирования интересов определенной группы производителей.
По степени влияния на здоровье консервант относится ко 2 классу опасности (вещество высокоопасное).Причина в способности гексаметилентетрамина расщепляться, попадая в почки человека.
Результатом реакции является высвобождение свободного формальдегида. Вещество считается клеточным ядом:
- блокирует пищеварительные ферменты, нарушая работу системы;
- задерживает ферритин (белковый комплекс, отвечающий за запас железа в организме человека), что может вызвать развитие анемии и других заболеваний;
- оказывает влияние на центральную нервную систему, вызывает головные боли.
Формальдегид включен в список канцерогенов 1 класса опасности (СанПиН 1.2.2353-08).
Предприятие отправляет продукцию в 30 стран (доля экспорта 40%).
Крупными зарубежными поставщиками гексаметилентетрамина считаются китайские химические предприятия Qingzhou Zhongyuan Chemical Industry Co и Jinan ZZ International Trade Co.
Консервант E 239 опасен для здоровья.
Красная икра с ядом иногда появляется на прилавках, несмотря на запрет.
представляет собой мелкокристаллический порошок белого цвета, сладкого, а затем горьковатого вкуса, без запаха. Легко растворим в воде, спирте, хлороформе, метаноле и ацетоне. Не растворим в диэтиловом и петролейном эфире. При нагревании улетучивается не плавясь. Горит бледным пламенем. Водные растворы имеют щелочную реакцию. В кислой среде расщепляется, выделяя формальдегид.
Плотность: 1,27 г/см³. Температура плавления 263° C, температура разложения 280° C.
Химическая формула: C 6 H 12 N 4 .
Получают методом контактного превращения метанола в формальдегид, который взаимодействует с аммиаком в жидкой фазе с образованием кристаллов уротропина с последующим выделением его методами осаждения и центрифугирования, сушки и стабилизации диоксидом кремния.
Уротропин технический используется в производстве пластмасс, синтетического каучука, лаковых пленок; в аналитической химии для приготовления буферных растворов, для микрокристаллоскопического открытия ряда ионов; в производстве взрывчатых веществ (сырье для производства гексогена) и гексаметилентрипероксиддиамина; в качестве ингибитора коррозии.
Применяется в медицине в качестве лекарственного средства (антисептик) для лечения мочевыводящих путей и противогриппозного средства.
В пищевой промышленности гексаметилентетрамин используется в качестве добавки-консерванта Е239. Часто применяется в сыроделии, а также для консервации красной икры.
В быту применяется в качестве сухого горючего («сухого спирта») для приготовления (разогревания) пищи, для разжигания и прокаливания печей, прогревания погребов, гаражей и пр.
В зависимости от назначения технический уротропин выпускают следующих марок:
К - крупнокристаллический;
С - с различным содержанием кристаллов (полидисперсный);
М - мелкокристаллический.
| Наименование показателя | Норма для марки и сорта | |||
| К | С | М | ||
| Высший | Первый | |||
| Внешний вид | Крупнокристалличесий неслеживающийся порошок белого цвета | Кристаллический слеживающийся порошок белого цвета | Мелкокристаллический слеживающийся порошок белого цвета | |
| Массовая доля аминов, %, не менее | 99,5 | 99,5 | 98,0 | 99,5 |
| Массовая доля воды, %, не более | 0,5 | 0,5 | 2,0 | 0,5 |
| Остаток после прокаливания, %, не более | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,03 |
| Перманганатное число, мин, не менее | 120 | 20 | 20 | - |
| Остаток после просеивания на сите с сеткой: | ||||
| № 2,5К, % | отсутствие | - | - | - |
| № 0355К, %, не менее | 80 | - | - | - |
| № 014К, %, не менее | 90 | - | - | - |
| № 008К, %, не более | - | - | - | 0,5 |
Требование безопасности уротропина технического.
Технический уротропин является горючим веществом, по степени воздействия на организм относится к веществам 3-го класса опасности. При попадании на кожу уротропин оказывает сильно раздражающее действие, иногда вызывает экзему с сильным зудом, быстро проходящие после прекращения работы с ним.
При работе с уротропином применяется спецодежда, спецобувь, перчатки, индивидуальные средства защиты органов дыхания. Кожу необходимо предохранять защитными мазями.
Предельно допустимая концентрация пыли в воздухе рабочей зоны производственных помещений 9 мг/м³.
Горючее вещество, осевшая пыль пожароопасна. Аэровзвесь взрывоопасна. Температура самовоспламенения аэрогеля 343° C. Тушить - распыленной водой или пеной.
Работу с техническим уротропином следует проводить в помещениях, оборудованных приточно-вытяжной и местной вентиляцией.
Упаковка, транспортировка и хранение.
Технический уротропин марки К упаковывают в полиэтиленовые или поливинилхлоридные мешки, вложенные в четырех-, шестислойные бумажные непропитанные мешки, или в открытые бумажные пятислойные склеенные мешки с двумя ламинированными полиэтиленом слоями. Масса нетто - 50 кг.
Технический уротропин марки С упаковывают в пяти-, шестислойные бумажные битумированные мешки, в которых внутренний слой не должен быть битумированным; два четырехслойных бумажных непропитанных мешка, вложенных один в другой; ламинированные мешки; пленочные мешки-вкладыши или полиэтиленовые мешки, помещенные в трехслойные бумажные мешки. Масса нетто - 50 кг.
Технический уротропин марки М упаковывают в полиэтиленовые мешки, вложенные в фанерные барабаны или в мешки из винилискожи. Масса нетто - 20 кг.
Технический уротропин транспортируют транспортом любого вида в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозки опасных грузов, действующими на данном виде транспорта.
Технический уротропин хранят в сухих складских помещениях.
Уротропин - органическое соединение с формулой C 6 H 12 N 4 . С химической точки зрения - полициклический амин, гексаметилентетрамин. Синонимы - гексамин, формин, метрамин, уризол, уритон, аминоформ. Международное название - метенамин (Methenamine).
Уротропин впервые был синтезирован в 1859-м году знаменитым российским химиком А.М.Бутлеровым. Практически сразу соединение начали применять в медицине.
Свойства
Метенамин представляет собой кристаллический порошок с бесцветными кристаллами ромбической формы. Не имеет запаха, на вкус слегка сладковатый. Растворяется в воде, глицерине , спиртах, хлороформе. Практически не растворяется в эфирах. Слабо растворяется в ацетоне, жидком аммиаке, бензоле, сероуглероде и других органических растворителях. При нагревании возгоняется без плавления. Горит, взвесь взрывоопасна.
Уротропин вступает в реакции с химически слабыми кислотами с образованием неустойчивых солей. Сильные кислоты разрушают соединение до аммониевых солей и формальдегида. Не реагирует с щелочами. Взаимодействует с перекисью водорода, ароматическими углеводородами, фенолом, бромом, йодом.
В кислой среде метенамин высвобождает формальдегид, оказывающий противомикробное действие. Причем формальдегид высвобождается локально, в месте воспалительного процесса, поэтому не оказывает токсического воздействия на организм человека или животного.
Техника безопасности
Гексамин горит, пылевая взвесь взрывоопасна. Перевозить хим.реактив можно автомобильным или железнодорожным транспортом, учитывая правила перевозки пожароопасных грузов. Контейнеры или вагоны должны быть крытыми. Уротропин расфасовывают в многослойные бумажные мешки с битумными прослойками. Хранят реактив в сухих помещениях с установленной системой вентиляции. Обязательное условие - вдали от легковоспламеняющихся материалов и окислителей.
Гексаметилентетрамин в виде мелкодисперсионного порошка при попадании на кожу и вдыхании может вызывать аллергические реакции и раздражение. Вещество считается малотоксичным, но при регулярной работе с ним необходимо пользоваться средствами защиты : спец. одеждой, перчатками, очками и маской или респиратором.
Применение
В химической индустрии - при изготовлении синтетического каучука, пластмасс, фенолформальдегидных смол, бытовой химии, лаковых пленок.
- В аналитической химии - для производства буферных растворов, открытия ионов.
- В медицине и фармакологии: противомикробное и противобактериальное средство, мочегонный и гипотензивный препарат; средство длительного действия против потливости; лекарство при подагре, атеросклерозе, аллергических кожных заболеваниях, при некоторых заболеваниях глаз. Применяется в виде таблеток, порошков и растворов для внутривенного вливания в чистом виде или как составляющий компонент. Особенно эффективен при лечении болезней мочевыводящих путей. Внутривенные вливания применяют при таких инфекциях, как грипп, брюшной тиф, энцефалит, менингит, общий сепсис и др. 
- В ветеринарии - лекарство при болезнях мочевыводящей системы, как противовоспалительное средство, для интоксикации крупных животных.
- Консервант, пищевая добавка Е239 (в России ограниченно разрешена).
- Используется в металлообработке в качестве ингибитора коррозии; в сельском хозяйстве как фунгицид; в быту как сухое горючее. Применяется при изготовлении взрывчатых веществ, пиротехники, косметических продуктов.
В магазине «ПраймКемикалсГрупп» по доступной цене можно купить уротропин (гексаметилентетрамин) пищевой Е239 . При необходимости осуществляем доставку.
