DE1283210B - Verfahren zur Herstellung von Vanadinoxychlorid - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von VanadinoxychloridInfo
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
Deutsche Kl.:
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
COIg
BOIj
C08f
C08f
12 η-31/00
12 g-11/84
39 b4 -15/02
39 b4 -15/02
P 12 83 210.9-41 (F 43283)
27.Juni 1964
21. November 1968
Zur Herstellung von Vanadinoxychlorid sind mehrere Methoden bekannt. Nach Inorganic Syntheses,
Vol. 1, New York, 1939, S. 106, ist die Reduktion von Vanadinpentoxyd mit Wasserstoff oder
Kohlenstoff bei Temperaturen zwischen 600 und 1000° C zu Vanadintrioxyd bekannt, das anschließend
bei 500 bis 600° C mit Chlor in Vanadinoxychlorid übergeführt wird; das Endprodukt ist mit
Vanadintetrachlorid und Chlor stark verunreinigt, weshalb zur Reinigung mehrfache Destillation über
Natrium empfohlen wird. Weiterhin ist bekannt, Vanadinpentoxyd mit Chlor ohne Anwendung eines
Reduktionsmittels bei Temperaturen oberhalb 600° C umzusetzen. Man kann auch trockenen Chlorwasserstoff
bei erhöhter Temperatur in Gegenwart von Phosphorpentoxyd über Vanadinpentoxyd leiten.
Eine technische Anwendung dieser Verfahren ist nicht bekannt geworden. Nach H. Hecht, G. Jander,
H. Schlapmann, Zeitschrift für anorganische u. allgemeine Chemie, 254 (1947), S. 255, ist
weiter bekannt, Vanadinpentoxyd mit Thionylchlorid zu Vanadinoxychlorid und Schwefeldioxyd umzusetzen.
V2O5 + 3 SOCl2 _>. 2 VOCl3 + 3 SO2
Diese Methode liefert zwar in kleinen Maßstäben brauchbare Ergebnisse, besitzt aber für eine technische
Anwendung erhebliche Nachteile. Zunächst dauert die Reaktion bereits im kleinen Maßstab
6 bis 8 Stunden. Dann beträgt die Ausbeute, die in der Literatur nicht angegeben ist, nach eigenen Versuchen
nur 60 bis 80%, bezogen auf eingesetztes Vanadinpentoxyd. Insbesondere aber ist die Raum-Zeit-Ausbeute
gering. Bei eigenen Versuchen im Kilogramm-Maßstab wurden Raum-Zeit-Ausbeuten von z. B. lediglich 38 g Vanadinoxychlorid pro
Stunde und Liter Reaktionsraum erhalten.
Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Vanadinoxychlorid durch Umsetzen von Vanadinpentoxyd
mit einem Chlorierungsmittel bei erhöhter Temperatur gefunden, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß man die Reaktion in 5 bis 25 Mol Vanadinoxychlorid pro Mol Vanadinpentoxyd als Reaktionsmedium durchführt.
Die Reaktion wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei Temperaturen zwischen 80 und 200° C,
vorzugsweise zwischen 100 und 150° C, durchgeführt, wobei die Temperaturen, die über dem Siedepunkt
des verwendeten Chlorierungsmittels liegen, durch mäßig erhöhte Drücke erreicht werden.
Als Chlorierungsmittel können solche verwendet werden, die zur reduzierenden Chlorierung geeignet
Verfahren zur Herstellung von
Vanadinoxychlorid
Vanadinoxychlorid
Anmelder:
Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft,
vorm. Meister Lucius & Brüning, 6000 Frankfurt
Als Erfinder benannt:
Dipl.-Chem. Dr. Albert Krettler,
6230 Frankfurt-Nied;
Dipl.-Chem. Dr. Ernst Dönges, 6000 Frankfurt - -
sind, insbesondere Thionylchlorid, Phosgen und Dischwefeldichlorid.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann dis-
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann dis-
ao kontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden.
Zur diskontinuierlichen Durchführung wird Vanadinpentoxyd in Vanadinoxychlorid bei erhöhter
Temperatur gelöst bzw. suspendiert, in Molverhältnissen zwischen 1: 5 und 1: 25. Dann gibt man das
as Chlorierungsmittel anteilsweise nach Maßgabe des Reaktionsablaufes hinzu. Dabei ist es zweckmäßig,
das Chlorierungsmittel gegen Ende der Reaktion langsam zuzugeben oder im Unterschuß zu verwenden,
damit Nebenreaktionen vermieden werden, die zur Zersetzung des Chlorierungsmittels führen können.
Weiterhin ist es vorteilhaft, den Rückfluß intensiv, z. B. mit Kochsalzsole von —10 bis —15° C zu
kühlen, so daß das entweichende Schwefeldioxyd gerade noch nicht verflüssigt wird und möglichst
geringe Vanadinoxychloridverluste auftreten. Bei Zugabe stöchiometrischer Mengen ist die Ausbeute an
Vanadinoxychlorid mit 98 bis 99'% fast quantitativ. Zur kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens
wird Vanadinpentoxyd und Chlorierungsmittel im stöchiometrischen Verhältnis und nach Maßgabe des
Reaktionsablaufs bei erhöhter Temperatur in Vanadinoxychlorid eingebracht, das schon zu Beginn der
Reaktion einen Überschuß von Vanadinpentoxyd enthält, der zweckmäßig zwischen einem Fünftel
und einem Fünfundzwanzigstel der molaren Menge des vorgelegten Vanadinoxychlorids liegt. Das neugebildete
Vanadinoxychlorid wird zusammen mit dem Schwefeldioxyd durch eine Kühlkolonne geführt, die
mit einem absteigenden Kühler verbunden ist, an dessen Ende flüssiges Vanadinoxychlorid und gasförmiges
Schwefeldioxyd erhalten werden. Das Schwefeldioxyd kann auch über Kopf der Kolonne
809 638/1655
abgeführt werden. Die Ausbeuten sind auch bei dieser Durchführungsform fast quantitativ.
Die Vorteile des Verfahrens gemäß der Erfindung liegen insbesondere gegenüber der Methode von
H e c h t in der Möglichkeit, durch Verwendung von Vanadinoxychlorid als Reaktionsmedium die Reaktionstemperatur
wesentlich zu erhöhen und damit die prozentuale Ausbeute zu steigern. Vor allem aber
wird die Raum-Zeit-Ausbeute auf das Zehnfache gesteigert. Sie liegt z. B. bei diskontinuierlicher
Durchführung des Verfahrens bei 40OgVOCl3 pro
Stunde und Liter Reaktionsraum. Damit wird der Aufwand an Apparaten zur Durchführung des Verfahrens
insbesondere im technischen Maßstab herabgesetzt. Da das Vanadinoxychlorid nach dem Verfahren
in hoher Reinheit anfällt, erübrigt sich in vielen Fällen eine Rektifikation. Das Produkt kann
vielmehr unmittelbar z. B. als Katalysator-Komponente für - die Äthylen-Propylen-Copolymerisation
verwendet werden.
In einem Rundkolben mit Rührer, Rückflußkühler und Tropftrichter werden 9,60 g Vanadinpentoxyd in
186,9 g Vanadinoxychlorid gelöst bzw. suspendiert. Die Mischung wird auf Rückflußtemperatur erwärmt
und unter Rühren 18,65 g Thionylchlorid im Laufe von 30 Minuten zugetropft. Der Rückflußkühler wird
durch umlaufende Sole von —10 bis —15° C in der
Weise gekühlt, daß durch die Reaktion gebildetes Schwefeldioxyd mit einer Temperatur von —8,5 bis
-9,50C austritt. Nach Ende der Thionylchloridzugabe
wird noch einige Minuten unter Rückfluß und Rühren erhitzt, bis die Temperatur der flüssigen
Reaktionsphase mindestens 125° C beträgt. Anschließend wird mit absteigendem Kühler bis zur
Trockne destilliert. Die Ausbeute beträgt 98,3% Vanadinoxychlorid, bezogen auf eingesetztes Vanadinpentoxyd.
In einem 2-1-Kolben mit Rührer, Sole durchlaufenem
Rückflußkühler (vgl. Beispiel 1) und einer Schleuse, durch welche Vanadinpentoxyd auch während
des Siedens zugegeben werden kann, werden zunächst 272,85 g (1,5 Mol) Vanadinpentoxyd sowie
'als einmaliger Überschußzusatz weitere 90,95 g (0,5 Mol) Vanadinpentoxyd in 1382,3 g Vanadinoxychlorid
gelöst bzw. suspendiert. Dann werden unter Rückfluß während 80 Minuten 520,5 g (4,37 Mol) Thionylchlorid zugeführt. Das durch den
Rückflußkühler entweichende Schwefeldioxyd kann samt mitgeführten geringen Anteilen Vanadinoxychlorid
in einer Kühlfalle mittels festem Kohlendioxyd in Aceton kondensiert werden. Nach Ende
der Thionylchloridzugabe wird unter Rühren noch
ίο 30 Minuten weiter erhitzt. Anschließend werden
284 ml (519 g) Vanadinoxychlorid abdestilliert.
Danach werden wieder 1,5 Mol Vanadinpentoxyd zugegeben und 4,37 Mol Thionylchlorid während
80 Minuten zugeführt. NachJMtündigem weiterem Rühren wird wieder die gleiche Menge Vanadinoxychlorid
durch Destillation entfernt.
In dieser Weise werden insgesamt neun Ansätze durchgeführt. Anschließend wird der Reaktionsansatz zur Trockne destilliert, um auch das anfangs
als Reaktionsmedium eingesetzte Vanadinoxychlorid zu erfassen. Die auf 2306,1 g umgesetztes Vanadinpentoxyd
bezogenen Ausbeuten an Vanadinoxychlorid betragen 4351,8 g entsprechend 99,1 Vo der Theorie.
Das nicht umgesetzte Vanadinpentoxyd kann in
Folgereaktionen erneut verwendet werden. "
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von Vanadinoxy-Chlorid durch Umsetzen von Vanadinpentoxyd
mit einem Chlorierungsmittel bei erhöhter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß
die Umsetzung in 5 bis 25 Mol Vanadinoxychlorid pro Mol Vanadinpentoxyd als Reaktionsmedium
durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Chlorierungsmittel Thionylchlorid, Phosgen oder Dischwef eldichlorid
verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Temperaturen zwischen
80 und 2000C, vorzugsweise bei Temperaturen
zwischen 100 und 150° C, arbeitet.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Zeitschrift für anorganische u. allgemeine Chemie, 254, 1947, S. 255.
809 638/1655 11.68 © Bundesdruckerei Berlin
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