Способ получения фосфористой кислоты

О П И С А Н И Е 11 ц.935476ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ссифа СоеетскикСок 1 иаиистичвскккРеспублик(53) УДК 546.183- -32(088. 8) 1 фЩфИфгаИ.Б. Иуратбеков, Б.А. Беремжанов, А.С. СвриецЕ.С.Бугенов и А.Г.Сафаров, ..,".:, "г,1,1;,;УКазахский ордена Трудового Красного Знамени:государственный университет им. С.М,Кирова(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРИСТОЙ КИСЛОТЫ Изобретение относится к получениюфосфористой кислоты (НРО), котораяиспользуется в производстве синтетического полиэфирного волокна, в органическом синтезе и в качестве хими 5ческого реактива.Известен способ получения фосфористой кислоты путем смещения фосфористой кислоты, содержащей хлориды,с водой и маточником от кристаллиза 10ции при 60-75 оС. Полученную смесьпродувают воздухом до остаточногосодержания НС 1 0,1-0,02 мас Затемсмесь медленно охлаждают при перемешивании до 20-35 оС, отделяют выкрис 15таллизовавшуюся фосфористую кислотуот маточного раствора, который направляют на смешение11,Недостатком этого способа является повышенное остаточное содержаниехлоридов.Известен также способ полученияфосфористой кислоты путем гидролизатрихлорида фосфора, растворенного в неполярном растворителе, водойвзятой в стехиометрическом количест-,ве при 20-40 С и атмосферном давлении, кристаллизации кислоты под слоем растворителя, отделения растворителя, промывки кристаллов кислотычетыреххлористым углеродом, вакуумсушки кристаллов кислоты с последующим нагреванием кристаллов и отгонкой хлористого водорода, охлаждением до 50-60 С, охлаждением до комнатной температуры и кристаллизациейпродукта. В процессе вакуум-сушки,нагревания и последующего охлажденияпроисходит удаление неполярного растворителя и хлористого водорода. Выход продукта 904, содержание примесей в продукте, мас.3: Р (У) 0,65;С 1 0,001, продолжительность процесса 9-10 ч,Недостатками такого способа являются относительно низкий выход,повышенное содержание примесей ибольшая продолжительность процессаФ3 93547Цель изобретения - повышение выхода и чистоты продукта, а такжесокращение продолжительности процесса.Поставленная цель достигается5тем, что согласно способу полученияФосфори стой кислоты, эаключающимусяв гидролизе треххлористого фосфораводой при мольном соотношении треххлористого Фосфора и воды, равном ц(33-4 3), при 20-40 С и давлении500-700 мм рт,ст. нагревании жидкойФосфористой кислоты до 75-90 С ипродувки ее инертным газом в вакууме дпя отгонки НС 1 с последующим охлаждением кислоты до 60-70 С, введением затравки и кристаллизациейпродукта при охлаждении до 20-30 С.Охлаждение ведут со скоростью1-2 градГмин.26Это позволяет повысить выход продукта до 99-1003, снизить содержание примесей,г: Р (У) до 0,12-0,15;1 до 5-8 10 ф; 501 до 3-510;Ре до 1 10" и тяжелых металлов 25до 1 10 ф, сократить продолжительность процесса до 4 ч,При мольном отношении РС 1 к водебольше 1:3,3 снижается скорость гидролиза по мере накопления в реакционЗОной среде продуктов гидролиза фосФористой кислоты и хлористого водрода,Кроме того, образуется пересыщенныйраствор фосфористой кислотыспособный к спонтанной кристаллизации. Примольном отношении меньше 1:4,3 остается относительно много непрореагировавшей воды, что увеличивает затраты на ее отгонку.В процессе гидролиза в предлагаемом интервале мольных отношении давление образующегося хлористого водорода превышает атмосферное. Для ускорения процесса гидролиз ведут при.давлении 500"700 мм рт.ст. При давленииниже 500 мм рт. ст. усиливаетсяиспарение РС 1, что приводит к неполноте гидролиза. При давлении выше 700 мм рт.ст скорость отгонки хлористого водорода низкая, что приводитк загрязнению продукта хлор-ионами МВ интервале температур 75-90 Сфосфористая кислота находится в жидком состоянии. При температуре ниже75 С возможно появление кристалловфосфористой кислоты, что затрудняет Ыее очистку от хлористого водородапродувкой инертным газом, При темпеоратуре выше 90 С возможно частичное 6 4разложение Фосфористой кислоты и ее окисление водой с образованием фосфорнои кслты, что прводит к загрязнению продукта. При охлаждении до 60 С фосфористая 1 кислота быстро кристаллизуется, образуя крупные кристаллы и сростки, Температура 20-30 С достаточна для получения всего продукта в кристаллическом виде, Наряду с Фосфористой кислотой возможно получение концентрированной соляной кислоты, поглощением хлористого водорода водой.П р и м е р 1. Установка по получению фосфористой кислоты состоит из емкости для хранения и подачи трихлорида фосфора, реактора для гидролиза и отгонки хлористого водорода, трех последовательно соединенных абсорбе 1 ров, вакуум-насоса и кристаллизатора, Для получения фосфористой кислоты используют свежеперегнанный РС 1, который хранят в инертной атмосфере.В реактор заливают 29,7 мл воды и в абсорберы соответственно 20 мл 333-ной соляной кислоты, 168 мл 73-ной соляной кислоты и 161 мл дистил лированной воды. В первом абсорбере температура соляной кислоты 30 С, во втором и третьем абсорберах температура кислоты и воды 5 С.До начала гидролиза с помощью вакуум-насоса из системы откачивают кислород. Затем в течение 20 мин при перемешивании (300 об/мин) в реактор подают 17,2 г РС 1, поддерживая температуру 20-30 С, в течение следующих 30 мин в реактор подают 51,6 г РС 1, поддерживая температуру 30 - 40 С, Таким образом, мольное отношение РС 1 НО 1:3 3В процессе гидролиза из реактора отгоняют хлористый водород, установив в реакторе и абсорберах давление 600 мм рт, ст, При этом наряду с НС 1 улетучивается часть РС 1, которая полностью поглощается в первом абсор= бере, образуя Фосфористую кислоту. Реакционную смесь в реакторе перемешивают еще 40 мин до окончания гидро- лиза, после чего из первого абсорбера переливают туда раствор, содержа-, щий 30,8 г НРО. Температуру в реакторе поднимают с 40 до 80 С со скоростью 2 град/мин, одновременно снижая давление до 20 мм рт. ст. отгоняют из реактора НС 1 и воду продувкой азотом в течение 1 ч. После этого очищенный расплав Фосфористой476 Ь формула изобретения Сост а вит ел ь Г. Цел ище вТехред 3. Фанта Корректор Г. Огар Редактор А.Гулько Заказ 4145/28 Тираж 509 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб;, д. 4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная,5 935кислоты выливают в кристаллизатор,охлаждают до 65 С, вносят затравку ввиде кристаллической НРО и охлаждают до 30 С со скоростью 1-2 град/минпри перемешивании (300 об/мин), Получают 41 г мелкокристаллическай фосфористой кислоты, что соответствует100-ному выходу. Содержание примесейв продукте вес.: НзР 04 0,15;С 1 510 4 504 510 4; Ре и тяжелые 10металлы по 1 1 О , Продолжительностьпроцесса - 3,8 ч. Одновременно с фосфористой кислотой получают 227,8 г333-ной соляной кислоты, содержание Фосфористой кислоты в которой 13. 10-4.0,П р и м е р 2. Процесс проводяттак, как описано в примере 1, РС 1и воду берут в мольном соотношении,равном 1:4,3, т.е. 68,7 г РС 1 Э и 2640, 5 г воды. Гидролиз проводят при20-400 С и давлении 700 мм рт.ст.Получают 41 г НРО , что соответствует 100-ному выходу. Содержаниепримесей в продукте,вес.Ф: НЗР 04 0,12 у,С 1 810 1; 50 д 310 ф; Ге 110 фтяжелые Металлы 1.10 ф Продолжительщжть процесса 4,4 ч, Одновременнополучают 208 г 334-ной соляной кислоты, содержание НРО в которой 301" 1 О с."ьП р и м е р 3, Процесс проводят так,как описано в примере 1.РС 1 и воду берут в мольном соотношении, равном 1:3,5, т,е. 3925 г иРС 1 и 18 г воды, Гидролиз проводятпри 300 С и давлении 500 мм рт.ст.После продувки расплава фосфористой кислоты инертным газом при 80 Си давлении 20 мм рт.ст. ее охлажда рЮют в кристаллиэаторе до 60 С, вносятзатравку и охлаждают при перемешивании со скоростью 1-2 град/мин. Получают мелкокристаллическую фосфористую кислоту с выходом 1004, содержание примесей в которой, вес,4:19 РО, 0,15; С 1 5 10"ф; 50 710Ге и тяжелые металлы по 1 10 . Продолжительностьь процесса 3 ч. Одновременно получают 33-ную соляную кислоту,Реализация предложенного способапозволяет повысить выход и качество,сократить в 2-3 раза продолжительность процесса, полностью утилизировать выделяющийся хлористый водородс получением концентрированной соляной кислоты и, таким образом, создатьбезотходное производство фосфористойкислоты,1. Способ получения Фосфористойкислоты, включающий гидролиз при 20;40 С трихлорида фосфора, отгонку хлоористого водорода при нагревании кислоты, охлаждение и кристаллизациюпродукта, о т л и ч а ю щ и й с ят ем, что, с цел ью повышения выходаи чистоты продукта и сокращенияпродолжительности процесса, гидролизведут при давлении 500-700 мм рт.ст.при мольном соотношении трихлоридафосфора и воды, равном 1:(3,3-4,3),отгонку хлористого водорода ведутв вакууме инертным газом при температуре 75-90 С, после охлаждения кислоты до 60-70 С вводят затравку и затем охлаждают до 20-30 С.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что охлаждение, ведутсо скоростью 1-2 град/мин.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеПатент ФРГ М 2204929,кп. С 01 В 25/163, опублик. 1976,2, Авторское свидетельство СССРМ 470491, кл. С 01 В 25/16, 1975.