Способ получения кислых триполифосфатов калия

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик нн 983 042) М. Кл.з С 01 В 25/40 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(ЩУДК 661.832. ,458(088.8) Дата опубликования описания 2:И 232 1(72) Авторы изобретения Е.А.Продан и И.ЛШашкова нститут общей и неорганической хи АН Белорусской ССР 1 Заявите СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛЫХ ТРИПОЛИФОСФАТ КАЛИЯ О О ль/лой Изобретение относится к способам получения кислых триполифосфатов калия, которые могут быть использованы для получения двойных солей, применяемых в качестве сложных удобрений и моющих средств.Известен способ получения кислого . триполифосфата калия, отвечающего формуле КЗНРЗО ХНР, где Х - 1,07- -1,18, путем взаимодействия среднего триполифосфата калия с соляной кислотой при пониженной температуре, обработки реакционной среды охлажденным этиловым спиртом с последующей кристаллизацией продукта, отделением его от маточного раствора и сушкой(11Недостатком этого способа является невозможйость получения индивидуального соединения, вследствие захвата продуктом маточника.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения кислого .триполифосфата калия, отвечающего формуле Кз НРОр(1-2) НО, ,включающего взаимодействие насыщенного раствора среднего триполифосфата калия концентрации 3-3,5 г мо с равным или большим объемом ледян уксусной кислоты концентрации 17,217,5 г-моль/л при 0-15 С, при ионномсоотношении водорода и калия, равном (1-1,7):1, обработки реакционной среды метиловым спиртом, с последующей .кристаллизацией продукта. Далее продукт отделяют от маточ"ного раствора и сушат при 18-23 оС иотносительной влажности воздуха30-60 21. При обработке охлажденной реакционной смеси метиловым спиртом кис"лая соль выпадает в виде масла, которое быстро кристаллизуется. Это приводит к окклюзии маточного растворапри кристаллизации и получению продухта, содержащего 1,3-1,7 моль воды,Примесь уксусной кислоты уменьшаетустойчивость кислого триполифосфа"та калия.Недостатком известного способа является невозможность получения индивидуального соединения и пониженнаяустойчивость продукта вследствие при"сутствия постороннего аниона,Целью изобретения является получение индивидуальных и устойчивыхсоединений, отвечающих формуламКНРЗОр 2 НО и КЗНРЗО 1 о.НО., исполь 983042зуемых в составах сложных удобренийи моющих средств.Поставленная цель достигаетсяспособом получения кислых, триполифосфатов калия, заключаюнимся в том,что в качестве кислоты. берут триполифосфорную:кислоту, взаимодействиеведут в присутствии метилового спирта при ионном соотношении водородаи калия, равном (1:1,8)-(5:1), притемпературе 0-5 С, сушку ведут при 1 О15-25 С и относительной влажностьювоздуха 15-30, при этом концентрация среднего триполифосфата калия итриполифосфорной кислоты в растворахподдерживают равной 0,10-0,20 и 0,15-150,20 г-моль/л сОответственно, и рНреакционной среды поддерживают равным 0,79-4,30.Изобретение позволяет получитьустойчивые индивидуальные кристаллические соединения, не содержащие посторонних ионов.Ионное соотношение водорода и калия, равное ( 1:1,8)-(5:1), являетсяоптимальным для получения индивидуальных соединений. При соотношенияхниже и выше укаэанные соединения получить невозможно,Триполифосфатный анион подвергаютгидролитическому разрушению. Притемпературе взаимодействия выше 5 Сскорость гидролиза возрастает, В интервале температур 0"50 С соединениякалия содержат 95-100 фосфата ввиде триполифосфата.При температуре ниже ОС получаемые продукты не превосходят по чистоте продукты, синтезированные в оптимальном интервале, но процесс получения усложняется из-эа вымораживания воды. 40Режим сушки обусловлен предотвращением гидролитического разрушенияпродуктов.Тригидротриполифосфат калияК 2 НРз 002 Н 20 полУчают при ионном 45соотношении водорода и калия, равном(1,1:1)- (5 ; 1), рН при 0 С 0,791,81.При соотношении водорода и калияболее 5:1 и рН менее 0,79 кристаллический продукт при обработке метиловым спиртом не осаждается.Дигидротриполифосфат калияКЗН 2 рзо Н О получают при ионномсоотношений водорода и калия, равном(1;1,8)-(1;1,1), и рН при 0 С 2,834,30.При соотношении водорода и калияменее 1:1,8 и рН более 2,83 получаютсмесь солей КР 30.и К, НР О 0 Н О.Получение укаэанных соединенийкалия в зависимости от атомного соотношения водорода к калию и рНиллюстрируется в табл.1 (концентрации триполифосфорной кислоты и среднего триполифосфата калия в растворах составляют 0,20 и 0,12 г/моль/л).При концентрациях среднего триполифосфата калия и триполифосфорной кислоты менее 0,1 и, 0,15 г-моль/л соответственно уменьшается выход продуктов при осажденииих метиловым спиртом или увеличивается расход осадителя. При концентрациях реагентов выше 0,2 г-моль/л продукт загрязняется арто- и пирофосфатами, вследствие высокой скорости гидролиэа триполифосфатного аниона.Из данных табл.1 следует, что индивидуальные гидраты триполифосфатов .калия получают согласно интервала атомных соотношений водорода ккалию и рН растворов.Устойчивость полученных кислых триполифосфатов калия характеризуется наличием орто-, пиро- и триполифосфата при механической и термической обработке солей, что иллюстрируюттабл.2 и 3.Из данных табл.2.следует, чтотриполифосфаты калия с дробным числоммолей воды менее устойчивы и содержание орто- и пирофосфата в них,в зависимости от времени обработки больше, чем в моногидрате дигидротриполифосфата калия.Из данных табл.3 следует, что три". полифосфат калия .с дробным числом молей воды менее устойчив, так как количество орто- и пироформы в нем с увеличением температуры и времени выдержки больше, чем в моногидрате дигидротриполифосфата калия.П р и м е р 1. Для получения КЗН 2 РЭО 0 НО 15 мл раствора триполи- Фосфорной кислоты (с=0,15 г-моль/л ) и 12,5 мп раствора триполифосфата калия (с=0,2 г-моль/л ) смешивают при 0 С в отношении Н:К=1, 0:1,1. Осаждением метиловым спиртом и высушиванием при 15 С и относительной ,влажности воздуха 15 получают 1,25.г соединения состава КЗН 2 РЗО 0 НО, содержащее 98 Р. в виде триполифосфата. Теоретический. выход 1,5 г.П р и м е р 2, Для получения К 2 НзР 300 2 Н 20 15 мл раствора триполйфосфорной кислоты ( с= 0,15 г-моль/л) и 10 мл раствора триполифосфата калия (с=0,2 г-моль/г ) смешивают при 0 С в отношении Н:К=1,1;1,0. Осаждением метиловым спиртом получают 1,6 г соединения состава К 2 НзРО.ш 2 НО содержание фосфора в виде триполифосфата 95 (продукт сушат при 25 С и относительной влажности воздуха 30). Теоретический выход 2,1 г.Предлагаемый способ позволяет получить чистые индивидуальные соединения, которые являются исходными для получения сложных комплексных удобрений и высокоэффективных, моющих средств."Габлица 2 Содержание Фосфора, мас.Ъ в виде триполифосфатаортофосфата пирофосфата НР О х НО : (х=1,1,5 8 0,5 2,4 45 0,4 3 2,7 5,0 КНРО хн 99,0 150ортофосфата Ку НРО.,01,5 НуО 0 20 1,3 3,5 95,2 31,4 80 37,7 480 30,9 19,3 27,8 270 100 52,9 120 34,0 830 12,2 49,3 3 й 3 0 2 3,6 95,1 1,3 20 1,5 85 95,5 3,0 600 35,8 41,0 100 23,2 360 22,2 43,3 120 29,6 330 формула изобретения Составитель Г. ЦелищевРедактор Н. Рогулич Техред С.Мигунова Корректор А.ференц9822/25 Тираж 509 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Подписное,Заказ Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная,4 1. Способ получения кислых три полифосфатов калия путем взаимодейст- вия среднего триполифосфата с кислотой, обработки смеси метиловым спиртом с последующей кристаллизацией :продукта, отделения его от маточного раствора и сушкой, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью получения индивидуальных устойчивых соеди, нений, отвечающих формулам КНРз 01 х, 2 НпО и КНРО НО, используемых в составах сложных удобрений и моющих средств, в качестве кислоты берут триполифосфорную кислоту, концент.рации среднего триполифосфата калия и триполифосфорной кислоты в раствопирофосфата триполифосфата рах поддерживают равными 0,10-0,20и 0,15-0,20 г-моль/л и взаимодействие ведут при ионном отношении водорода и калия, равном 1:1,8)-5;1).2. Способ по п.1, .о т л и ч а ющ и й с я тем, что процесс взаимодействия ведут при 0-5 С, сушку при 15250 С, а относительную влажность воздуха при сушке поддерживают равной15-30,3. Способ по и1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что процесс взаимодействия ведут при рН 0,79-4,30.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Вц ос Вв Ггапсе, 1966,1717-1740,2, Вдел йеа, 1955, 67, 654.