Лучший метод
В ходе экспериментов было установлено, что наилучшим методом извлечения MeNH2 из водного раствора является повышение температуры раствора при перемешивании. Газ выделяется сразу же при перемешивании при стандартной температуре и давлении, а раствор начинает кипеть при 60 ºC. Большое количество MeNH2(g) можно получить, постепенно повышая температуру раствора от 60 до 80 ºC при нормальном давлении. Для удаления водяного пара достаточно рефлюкс-конденсатора и трубки для промывки газа, заполненной безводным MgSO4 для предварительной осушки газа и молекулярным ситом 3A для окончательной осушки. (Примечание: использование NaOH для осушки газа не рекомендуется по следующей причине: NaOH образует твердую влажную лепешку на границе раздела пар/ NaOH. Эта тонкая лепешка в конечном итоге будет препятствовать потоку газа, повышая давление в магистрали и вызывая взрыв соединения, а токсичные вредные пары MeNH2 быстро сделают рабочее место непригодным для жизни. Это факт, основанный на опыте, а не досужие домыслы, поэтому избегайте опубликованных предложений использовать NaOH для осушки газа MeNH2: это предложение несостоятельно, и хотя человек может "выкрутиться" в краткосрочной перспективе, в долгосрочной перспективе это в конечном итоге приведет к катастрофе).
При повышении температуры раствора до 80 ºC наблюдается конденсация водяного пара в нижней половине рефлюкс-конденсатора. Через некоторое время при той же температуре выделение MeNH2(g) начинает уменьшаться. В этот момент частично отработанному раствору дают остыть и откачивают из колбы реактора (идеально подходит перистальтический насос) в пластиковый (HDPE) карбой для дальнейшей обработки с целью извлечения оставшегося MeNH2. В реактор загружают свежий 40 %-ный раствор, перемешивают и нагревают, как описано выше, до достижения температуры 80 ºC и уменьшения выделения газа, после чего этот частично отработанный раствор добавляют к содержимому карбоя, и реактор снова загружают. Таким образом, можно обработать значительное количество 40 %-ного раствора, не разбирая газовый аппарат, не подвергая рабочую зону воздействию паров MeNH2 и не оставляя твердых остатков в кипящей колбе.
Частично отработанный раствор можно подвергнуть дальнейшей обработке, чтобы получить практически 100 % оставшегося MeNH2. Это достигается добавлением соляной кислоты по реакции MeNH2(aq) + HCl(aq) = MeNH2-HCl(aq). Во время добавления кислоты реактор должен находиться в ледяной бане, поскольку при добавлении кислоты выделяется значительное количество тепла. После нейтрализации раствор MeNH2-HCl доводят до кипения, воду и любые пары MeNH2 восстанавливают конденсацией, а сухой MeNH2-HCl затем можно прореагировать с насыщенным раствором NaOH с получением MeNH2(g) в соответствии с реакцией:
MeNH2-HCl(s) + NaOH(aq) = MeNH2 (g) + NaCl(aq)+ H2O.
Преимущество заключается в том, что большая часть MeNH2(g) сначала отваривается перед добавлением кислоты, так как расходуется значительно меньше кислоты и образуется значительно меньше соли гидрохлорида, следовательно, требуется меньше NaOH для преобразования гидрохлорида в газ и т.д., и в целом меньше хлопот и неприятностей. Фактически, человек может получить весь необходимый ему MeNH2 простым перемешиванием и кипячением исходного 40 %-ного раствора, легко выгружая и перезагружая реактор, и отложив задачу реакции отработанного раствора с соляной кислотой на более поздний срок.
Поглощение MeNH2 в MeOH
Предполагается, что читающие этот пост понимают, что одной из причин образования газа MeNH2 является поглощение этого газа в холодном, перемешиваемом MeOH. Взвесив MeOH до и после растворения газа, можно рассчитать количество регенерированного MeNH2, что необходимо для дополнительных синтезов. Обратите внимание, что некоторые люди советуют использовать дисперсионную трубку при поглощении MeNH2(g) в MeOH. Этот совет не оправдан и не обоснован, поскольку он приведет к увеличению давления в системе, что может привести к катастрофе. Не следуйте этим рекомендациям - не используйте дисперсионную трубку. MeNH2(g) легко поглощается в холодном MeOH. Температура кипения MeNH2 составляет -6 ºC, поэтому для конденсации паров достаточно бани с соленой водой/льдом. Кроме того, MeNH2(g) поглощается в MeOH практически при любой температуре, кроме горячей. Для этой цели достаточно полиэтиленовой трубки с наружным диаметром 1/2 дюйма из хозяйственного магазина без какого-либо рассеивающего устройства на конце трубки.
Контроль обратного всасывания
Отсос происходит, когда количество вырабатываемого газа недостаточно, чтобы компенсировать количество поглощаемого газа. Когда производство газа уменьшается, происходит отсос. Отсос MeOH с газом MeNH2 может быть быстрым и сильным. Непрерывный отсос указывает на то, что пора заменить отработанный раствор в реакторе свежим 40 %-ным раствором. Отсос контролируется запорными кранами для сброса давления в линии. Однако между трубкой осушки газа и ресивером необходимо установить ловушку на случай, когда оператор смотрит в другую сторону, а в систему засасывается ценный раствор MeNH2/MeOH. Объем ловушки должен быть больше объема MeOH в приемнике, чтобы ничего не потерять и не попасть в реактор. Если MeOH когда-нибудь будет засосан обратно в горячий реактор, где температура выше б.п. MeOH, то взрыв стеклянной посуды привлечет всеобщее внимание. Но будьте уверены, что это невозможно при использовании описанной установки.
