Способ считки фосфорной кислоты

п и о- ОБРЕ Сеюэ Советски аСециапистическиРеспублик74 ПАТЕ 61) Дополнительный к пат еио 04,07.75 (21) 22)(088.8) Опу иновано 07,07,8 ата опубликования о 72) Авторы изобретения Иностранцы ойтех, Клаус-Петер и Вольфганг Шайбитнар странная фирма кехст АГ аявитель(ФР 54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ФОСФОРНОЙ КИСЛ итсяслотыв про 20 Изобретение относ к способам очистки фосфорной ки которая Широко используется изводстве удобрений.Известен способ очистки фосфорной кислоты путем обработки раствора фосфорной кислоты солями калия, натрия, бария в виде хлоридов, сульфатов, нитратов, карбонатов и фосфатов при температуре не выше 40 оС, Недостатком этого способа является очистка кислоты только от примесей фтора 133 .Известен также способ очистки фос форной кислоты путем смешивания ее с неограниченно смешивающимся с водой органическим растворителем, в качестве которого используют изопропанол или диоксан, при соотношении Фосфорной кислоты к растворителю 1:0,25-20 при 5-100 оС с образованием Фазы Фосфорная кислота - растворитель и водной фазы, содержащей органические примеси с последующим отделением водной Фазы от фазы органический растворитель - фосфорная кислота и отделением нерастворимого остатка. Затем отделенную от водной фазы фазу растворитель - Фосфорная кислота разделяют путем обработки основным щелочным соединением на две фазы - на водную фазу моноортофосфата щелочного металла и на растворитель. На третьем этапе регенерируют фосфорную кислоту иЗ водной фазы моноортофосфата щелочного металла. Выведенный из цикла органический растворитель дополнительно подвергают концентрированию. Недостатком этого способа является его сложность, обусловленная необходимостью многостадийного разделения жидких Фаз, необходимостью предварительного десульфирования и дефторирования фосфорной кислоты, необходимостью обезвоживания органического растворителя 2 .Целью изобретения является упрощение способа очистки фосфорной кислоты.Поставленная цель достигается предложенным способом очистки Фосфорной кислоты путем смешения ее с неограниченно смешивающимся с водой органическим растворителем, в качестве которого используют соединение, выбранное из группы: сульфолан, диметилсульфоксид, диэтилгликоль, этиленгликолевый моноэтиловый эфир, этиленгликолевый монобуОтличиями предложенного способа являются органические растворители, соотношение фосфорной кислоты и органического растворителя, температурный режим обработки смеси, а также вводимые в кислоту добавки и их количество.Целесообразность выбранных концентраций и режима обусловлено следующим: при экспериментальном исследовании было обнаружено, что при экстракционной очистке Фосфорной кислоты неограниченно смешивающимися с водой органическими раствсрителями может быть достигнут оссбенно нысокий эффект разделения, если подлежащую очистке Фосфорную кислоту смешинать н объемном соотношении 1:0,3-30 с растворителем,. температура кипения которого лежит выше температуры кипения воды или аэеотропной смеси, образующейся из воды и растворителя. Было определено, что в качестве таких растворителей могут использоваться соединения, выбранные из группы: сульфолан, диметилсульфоксид, диэтилгликоль, этиленгликолевый моно- этиловый эфир, этиленгликолевый монобутиловый эфир, диэтиленгликоленый монобутиловый эфир, ацетат этиленгликолевого монометилового эфира, -метилпирролидин.или 3-метоксибутанол, Выбор температуры, при которой удаляется несвязанная вода из смеси (90-200 С) обусловлен свойствами растворителей и азеотропов растворителей с водой. Для успешного использования регенерированных растворителей из них должно быть удалено 95-100 воды. Добавление к смеси Фосфорной кислоты и растворителя фосфатов, карбонатов, сульфатов или гидроокисей щелочных металлов необходимо для осаждения анионных примесей. Количество до 405060 авиловый эфир, диэтиленгликолевый монобутиловый эфир, ацетат этиленгли -колевого монометилового эфира, й-метиллирролидин или 3-метоксибутанол, причем фосфорную кислоту смешивают с растворителем н объемномсоотношении 1:0,3-30, полученнуюсмесь нагревают до 90-200 С до удаления из нее 95-100, содержащейсяв ней воды, после чего отделяют нерастворимый осадок и регенерируютфосфорную кислоту из раствора.Возможно добавление к смеси Фосфорной кислоты с органическим растворителем фосфатов, карбонатов, сульФатов или гидроокисей щелочных металлов в количестве 100-300 от стехиометрически необходимого для связывания примесей, а также добавлениек очищаемой фосфорной кислоте серной кислоты в количестве 0,1-8,0 вес,в расчете на РО, содержащийся 30в фосфорной кислоте. банок ( 100-300 от стехиометрически необходимого на осаждение примесей) определено экспериментально. Для этой же цели к Фосфорной кислоте добавляют 0,1-8,0 серной кислоты н расчете на Р О, содержащийся н Фосфорной кислоте.Предложенный способ позволяет упростить процесс за счет того, чтоего ведут практически н одну стадию,избегая многостадийное разделениежидких фаз, предварительное десульфирование и дефториронание фосфорнойкислоты, обезвоживание органическогорастворителя,П р и м е р 1, 1 кг фосфорной кислоты, содержащей 28,2 Фосфорного ангидрида и 0,71 железа; 0,91 алюминия, 0,83 сульФат-иона и 2,7 фторид-иона, смешивают с 1,4 кг 3-метоксибутанола (объемное соотношение 1;2) и н реакторе, снабженном мешалкой и насадкой, нагревают до 135 СС. Дистиллят (0,65 кг), содержащий воду и азеотропноотогнанный З-метоксибутанол, уланливают, От суспензии экстракта после охлаждения отделяют осадок - 75 г, содержащий 56,2 фосфорного ангидрида.Прозрачный экстракт (1,675 кг), содержащий 0,24 кг фосфорного ангидрида, имеет 85 общее содержание фосфорного ангидрида. Этот экстрактсмешивают с щелочным раствором,который состоит из 0,135 кг едкогонатра и 0,18 кг дистиллята, 3-метоксибутанол, отделяющийся при растворении едкого натра в изеотропной смеси дистиллята, рециркулируется, Из насыщенного раствора дигидрофосфата натрия, образующегося при смешении, кристаллируют кристаллы гидрата дигидрофосфата натрия, в которых содержится 0,238 кг фосфорного ангидрида, Выход Р 06 - 99 в расчете на содержание фосфорногоангидрида в экстракте, Осадок (75 г)растирают с 90 г концентрированной серной кислоты, после чего к смеси добавляют 50 г воды и вводят 310 г 3-метоксибутанола и проводят дегидратирующий нагрев до 135 С. После охлаждения осадок отфильтровывают. Экстракт содержит 40 г фосфорного ангидрида и 0,65 г примеси железа и 11 г примеси сульФат-иона, Онвместе с сырой кислотой вновь вводится в реактор, Этой операцией потери Фосфорного ангидрида снижают до 1 Фосфорного ангидрида от общего количества, введенного с сырой Фосфорной кислотой,П р и м е р 2, 1 кг Фосфорной кислоты, содержащей 52,6 фосфорного ангидрида; 0,39 железа, 0,29 алюминия, 7,3 сульФат-иона и 1,2 Фторид-иона, смешивают с 7 кгдвуокиси кремния, 32 г углекислого натрия 21 г углекислого кальция и747411 12,7 4130 2410 Диэтиленгликоль Этиленгликольмоноэтиловый простойэфир 14,2 2070 Этиленгликольмонобутиловый простой эфир 15,8 1870 1490 Диэтиленгликольмонобутиловый простой эфир 13,3 2700 1230 Ацетат этиленгликольмонометиловогопростого эфира 1787 14,0 2029 12,6 560-метилпирролидин 4800 1,11 кг 3-метоксибутанола и подвергают экстракции так же, как в примере 1. Получают 0,21 кг дистиллята, 0,138 кг осадка и 1,803 кг экстракта с содержанием 0,483 кг фосфорного ангидрида. Для получения ди гидрофосфата натрия экстракт смешивают с щелочным раствором, который состоит из 272 г гидроокиси натрия, всего количества дистиллята и 120 г воды. Метоксибутанольную фазу, содержащую 5 г фосфорного ангидрида рециркулируют. Выход фосфорного ай- . гидрида в .дигидрофосфат натрия 91 в расчете наисходное содержание фосфорного ангидрида в сырой кислоте.С целью регенерации фосфорного ангидрида, содержащегося в осадке, 138 г осадка переводят в растворимую форму обработкой 83 г концентрированной серной кислоты. После охлаждения смесь смешивают с 50 мл 20 воды и 330 г метоксибутанола. Экстракт содержит 36 г фосфорного ангидрида, 0,2 г железа и 11,5 г сульфат-иона. Он вместе с сырой кислотой вновь вводится в основной 25 реактор. Потеря Фосфорного ангидрида снижается до 1,3. П р и м е р 3. 1 кг Фосфорной кислоты, содержащей 30,0 вес.30 фосфорного ангидрида; 0,57железа; 0,58 алюминия, 6,5 сульфат-иона и 3,6 фторид-иона,смешивают с 20 г углекислого натрия,13 г углекислого калия и 7 г двуокиси кремния и после этого подвергают экстракции 1,38 кг метоксибутанола. Осадок отделяют от раствора. Далее процесс ведут также, как и в примере 1. Получают 1,680 кг экстракта, содержащего 270 г фосфорного ангидрида, 619 г дистиллята и 110 г осадка. Для получения дигидрофосфата натрия экстракт смешивают со щелочным раствором, содержащим 150 г гидроокиси натрия и 191 г дистиллята. Выход фосфорного ангидрида в дигидрофосфат натрия 88,5 в расчете на исходное содержание фосфорного ангидрида в кислоте, Метоксибутанольную фазу, содержащую 4 г фосфорного ангидрида, рециркулируют,для регенерации ФосФата, содержащегося в осадке,110 г осадка об" рабатывают 64 г концентрированной серной кислоты, 60 мл воды и 265 г метоксибутанола. Экстракт, содержащий 26 г фосфорного ангйдрида,0,5 г железа и 13 г сульфат-иона, рециркулируется в процессе. Общие потери фосфорного ангидрида составляют 1,35.П р и м е р 4. Процесс ведут так же, как и в примере 1, различными растворителями, используя соотношение растворителя к сырой фосфорной кислоте 2:1. Результаты очистки кислоты различными раство" рителями отражены в таблице.г р 747411 Формула изобретения Составитель В, КириленкоРедактор Л. Курасова Техред М, Кузьма Корректор С. Шекмар Тираж 565 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Эаказ 3987/56 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,4 П р и м е р 5, 1 кг фосфорной кислоты такой же, как и в примере 3, обрабатывают 20 г углекислого натрия, 13 г углекислого калия и 7 г двуокиси кремния и смешивают с 2,77 кг 3-метоксибутанола. Выпавшие в осадок примеси - 94 г отделяют. Прозрачный раствор смешивают 10 щелочным раствором, содержащим 158 г гидроокиси натрия и 175 г дистиллята, При этом раствор разделяется на две фазы - верхняя содержит метоксибутанол и часть воды, нижняя - гидрофосфат натрия в водном растворе. После упаривания и сушки получают 469 г дигидрофосфата натрия, содержащего 277,5 Фосфорного ангидрида. Это соответствует выходу 92,5 в расчете на фосФорный ангидрид, введенный с сырой кислотой. Метоксибутанольную Фазу (3,31 кг с содержанием воды 16 вес.Ъ) подвергают дистиллятивному обезвоживанию и 2,70 кг безводного метоксибутанола возвращают в процесс. 1. Способ очистки фосфорной кислоты, включающий смешение ее с неограниченно смешивающимся с водой органическим растворителем, отделения полученного раствора от нерастворимого остатка и регенерации фосфорной кислоты из этого раствора, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, эа счет исключения стадий разделения,десульфирования и дефторирования,в качестве органического растворителя используют соединение, выбранное из группы сульфолан, диметил 5 сульфоксид, диэтилгликоль, этиленгликолевый моноэтиловый эфир, этиленгликолевый монобутиловый эфир, диэтиленгликолевый монобутиловый эфир,ацетат этиленгликолевого монометилового эфира, Н-метилпирролидин или 3-метоксибутанол, смешение ведут вобъемном соотношении 1:0,3-30, аполученную смесь нагревают до 90200 С до удаления из нее 95-100содержащейся в ней воды.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что к смеси фосфорной кислоты с органическим растворителем добавляют фосфаты, карбонаты,сульфаты или гидроокиси щелочныхметаллов в количестве 100-300 отстехиометрически необходимого длясвязывания примесей,3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в фосфорную кислоту предварительно вводятсерную кислоту в количестве 0,18,0 вес,% в расчете на Р 20 з, содержащийся в фосфорной кислоте.Источники информации,ЗО принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельствоР 44562, кл. С 05 Б 3/00,01.03.35.2. Патент ФРГ 9 1952104,кл. 1225/30, 04.01.73 г, (прототип).