DE2033109A1 - Process for the production of sulfur hexafluoride - Google Patents
Process for the production of sulfur hexafluorideInfo
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Description
B 4736B 4736
ASAHIGLASSCO., LTD., No. 1-2, Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku, TOKYO / JapanASAHIGLASSCO., LTD., No. 1-2, Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku, TOKYO / Japan
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schwefelhexafluorid auf elektrolytischem Wege. Schwefelhexafluorid wird als gasförmiges Isolationsmaterial für abgeschlossene elektrische Vorrichtungen, z. B. Transformatoren der trockenen Gattung oder der dampfgekühlten Gattung, Kondensatoren, Schaltermechanismen, Reaktoren, Kabeln und anderen Arten von elektrischen Geräten, soweit sie in abgedichteten Gehftuf en untergebracht sind, verwendet.The invention relates to a process for the production of sulfur hexafluoride by electrolytic means. Sulfur hexafluoride is used as a gaseous insulation material for closed electrical devices, z. B. Transformers of the dry type or the steam-cooled type, capacitors, switch mechanisms, reactors, cables and other types of electrical equipment as long as they are housed in sealed footsteps.
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Aus den US-Patentschriften 2 717 235 und 3 345 277 sind Verfahren zur Herstellung von Schwefelhexafluorid bekannt, bei denen Schwefel, Sehwefeidichlorid, Schwefelmonochlorid, Kohlenstoffdisulfid oder Wasserstoffsulfid in wasserfreien Fluorwasserstoff eingeführt werden, wobei Nikkeianoden zur Bewerkstelligung der erforderlichen Elektrolyse verwendet werden.From U.S. Patents 2,717,235 and 3,345,277 are methods for Manufacture of sulfur hexafluoride known, in which sulfur, Sehwefeidichlorid, Sulfur monochloride, carbon disulfide or hydrogen sulfide can be introduced into anhydrous hydrogen fluoride, with Nikkeianodes used to accomplish the required electrolysis.
P Wasserfreier Fluorwasserstoff hat einen niedrigen Siedepunkt, nämlichP Anhydrous hydrogen fluoride has a low boiling point, namely
• von 190C. Dementsprechend muß bei den zuvor angewendeten Verfahren die Umgebung auf niedriger Temperatur, im allgemeinen zwischen -30 C und O0C, gehalten werden.• of 19 ° C. Accordingly, the environment must be kept at a low temperature, generally between -30 ° C. and 0 ° C., in the processes used previously.
Da weiterhin wasserfreier Fluorwasserstoff eine sehr geringe elektrische Leitfähigkeit hat, müssen Additive zur Erhöhung der Leitfähigkeit, z. B. Kaliumfluorid, zugegeben werden. Aufgrund der Anwesenheit von Kaliumfluorid oder Lithiumfluorid als leitendes Additiv tritt eine beträchtliche Auflösung der Nickelanode beim Stromdurchfluß auf. Es ist weiterhin bekannt, daß durch eine Steigerung der Stromdichte diese Auf- W lösung noch beschleunigt wird, wobei sich dann ein beträchtlicher Verlust an der Nickelanode je Zeiteinheit ergibt. Zur Herstellung von Schwefelhexafluorid entsprechend dem Verfahren nach den US-Patentschriften 2 717 235 und 3 345 277 müssen dementsprechend leistungsfähige Kühleinrichtungen vorgesehen werden, auf welche ein Großteil der Investitionskosten und der laufenden Kosten entfallen. Wie bereits genannt, ist die Auflösung der Nickelanode ebenfalls beträchtlich.Furthermore, since anhydrous hydrogen fluoride has a very low electrical conductivity, additives to increase the conductivity, e.g. B. potassium fluoride, are added. Due to the presence of potassium fluoride or lithium fluoride as a conductive additive, there is considerable dissolution of the nickel anode when current flows through it. It is also known that by increasing the current density this task W solution is further accelerated, whereby then a substantial loss per unit time obtained at the nickel anode. For the production of sulfur hexafluoride in accordance with the method according to US Pat. As already mentioned, the dissolution of the nickel anode is also considerable.
Die Verwendung von Schwef eldichlorid als Schwefelquelle ist in der Hin-, sieht nachteilig, daß diese Verbindungen Chloratome enthalten, welcheThe use of sulfur dichloride as a source of sulfur is sees disadvantageous that these compounds contain chlorine atoms, which
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ihren Weg in das Endprodukt finden. Die Verwendung von Kohlenstoff disulfid bedingt nicht nur einen großen Elektrizitätsbedarf, es entsteht vielmehr auch Kohlenstofftetrafluorid und CF, · SF-, was in nennenswerter Weise auf Kosten der Umsetzung von Fluorwasserstoff in Schwefelhexafluorid geht. find their way into the end product. The use of carbon disulfide Not only does it require a large amount of electricity, it also produces carbon tetrafluoride and CF, · SF-, which is worth mentioning Way at the expense of the conversion of hydrogen fluoride into sulfur hexafluoride.
, Gemäß der vorliegenden Erfindung soll nun ein elektrolytisches Verfah- ί According to the present invention, an electrolytic process should now be ί
ren zur Herstellung von Schwefelhexafluorid in hohem Reinheitsgrad und in industriell interessanten Mengen aus elementarem Schwefel vorgeschlagen werden, wobei der KF-nHF-Elektrolyt eine spezielle Zusammensetzung hat. Insbesondere soll bei dem Verfahren trotz hoher Ausbeute kein nennenswerter Verlust an Anodenmaterial auftreten.Ren for the production of sulfur hexafluoride in a high degree of purity and proposed in industrially interesting quantities from elemental sulfur The KF-nHF electrolyte has a special composition Has. In particular, the method should despite high Yield, no significant loss of anode material occurs.
Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht dabei darin, daß die Elektrolyse unter Verwendung einer kohlenstoffhaltigen Anode und eines Elektrolyten, welcher aus einer Mischung von Kaliumfluorid und Fluorwasserstoff besteht, wobei das Verhältnis der Fluoride KF · nHF zwischen η = 0, 9 bis 3, 0 gewählt wird, in Gegenwart von elementarem (| Schwefel durchgeführt wird.The method according to the invention consists in that the electrolysis using a carbonaceous anode and an electrolyte consisting of a mixture of potassium fluoride and hydrogen fluoride where the ratio of the fluorides KF · nHF is chosen between η = 0.9 to 3.0, in the presence of elemental (| Sulfur is carried out.
Das Verfahren hat den Vorteil, daß industriell interessante Ausbeuten . von Schwefelhexafluorid ohne Kühleinrichtung und im wesentlichen ohne Auflösung der Anode erzielt werden. ■ * ■The process has the advantage that industrially interesting yields. of sulfur hexafluoride with no cooling device and essentially without Dissolution of the anode can be achieved. ■ * ■
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat die Verwendung einer Mischung von Kaliumfluorid und Fluorwasserstoff (KF · nHF, η = 0, 9 bis 3) einen sehr wichtigen Hintergrund. Aus einer derartigen Mischung kommt kein Fluorwasserstoff dampf in der Nähe des Schmelzpunktes in wesent-According to the present invention, the use of a mixture of potassium fluoride and hydrogen fluoride (KF · nHF, η = 0.9 to 3) has a very important background. No hydrogen fluoride vapor near the melting point comes from such a mixture in
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lichen Mengen frei. Im geschmolzenen Zustand zeigt sie eine derartig hohe elektrische Leitfähigkeit, daß, auch wenn eine hohe Stromdichte erwünscht ist, der Spannungsabfall aufgrund der Elektrolyse ziemlich klein ist, Die für die Elektrolyse erforderliche Spannung kann dementsprechend verhältnismäßig niedrig gewählt werden. free quantities. In the molten state, it shows such a thing high electrical conductivity that even if a high current density it is desirable that the voltage drop due to the electrolysis is quite small. The voltage required for the electrolysis can accordingly be selected to be relatively low.
Auf der anderen Seite hat die Verwendung einer kohlenstoffhaltigen oder aus Kohlenstoff bestehenden Anode djenfalls eine große Bedeutung, Die Kohlenstoffanode löst sich im wesentlichen überhaupt nicht auf, auch . wenn zur Erhöhung der Leitfähigkeit das Additiv Kaliumfluor id zugegeben wird.On the other hand, has the use of a carbonaceous or anode made of carbon is of great importance Carbon anode doesn't essentially dissolve at all, either. if the additive potassium fluoride is added to increase the conductivity.
Der KF · nHF-Elektrolyt gemäß der Erfindung soll im Bereich η = 0, 9 bis 3, 0 zusammengesetzt sein. Wenn η kleiner als 0, 9 ist, dann wird der Dampfdruck des Fluorwasserstoffes über der Mischung zu hoch. Der Schmelzpunkt der Mischung wird ebenfalls für eine großtechnisch glatte Durchführung des elektrolytischen Verfahrens zu hoch. Wenn die Grenze von 3 überschritten wird, dann tritt ebenfalls eine nennenswerte Steigerung des Dampfdruckes des Fluorwasserstoffes über der Mischung und dementsprechend ein erhöhter Verlust an Fluorwasserstoff auf, was auf Kosten der Umsetzung zu Schwefelhexafluorid geht,The KF · nHF electrolyte according to the invention should have a composition in the range η = 0.9 to 3.0. If η is less than 0.9, then the vapor pressure of the hydrogen fluoride above the mixture becomes too high. The melting point of the mixture is also too high for the electrolytic process to be carried out smoothly on an industrial scale. If the limit of 3 is exceeded, there is also a noticeable increase in the vapor pressure of the hydrogen fluoride above the mixture and, accordingly, an increased loss of hydrogen fluoride, which is at the expense of the conversion to sulfur hexafluoride,
Insbesondere wird die Verwendung eines KF · nHF-Elektrolyten bevorzugt, bei dem η zwischen 1,8 und 2,2 liegt. Dieses Verhältnis ergibt einen Schmelzpunkt und einen Dampfdruck, welche beide für die Herstellung des Schwef elhexafluorides zufriedenstellend sind.In particular, the use of a KF nHF electrolyte is preferred, where η is between 1.8 and 2.2. This ratio gives a melting point and a vapor pressure both of which are satisfactory for the production of the sulfur hexafluoride.
Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung In practicing the method according to the invention
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wird elementarer Schwefel und der KF · nHF-Elektrolyt (n = 0, 9 bis S) in eine elektrolytische Zelle, welche geeignete Abmessungen hat, eingebracht. Dabei wird im einzelnen zuerst der Elektrolyt in die Zelle eingefüllt. Anschließend wird in die Anodenkammer der Zelle elementarer Schwefel eingebracht. Bei einem kontinuierlichen Durchlauf verfahr en werden zur Kompensierung des verbrauchten Fluorwasserstoffes vorzugsweise unmittelbar frische Ergänzungschargen von Fluorwasserstoffgas dem Elektrolyten zugegeben, so daß die Ausgangsmischung aufrecht erhalten bleibt. Dagegen ist es nicht ratsam, zur Kompensierung des verbrauchten Fluorwasserstoff es -- frische Mischung zuzugeben, da das Kaliumfluorid in der Mischung an der Reaktion nicht teilnimmt. Es würde sich dementsprechend in dem Elektrolyten anreichern, so daß man außerhalb der günstigen Zusammensetzung der Mischung kommt.becomes elemental sulfur and the KFnHF electrolyte (n = 0.9 to S) introduced into an electrolytic cell which has suitable dimensions. In particular, the electrolyte is first filled into the cell. Elemental sulfur is then introduced into the anode chamber of the cell. In the case of a continuous run, they are to be traversed to compensate for the used hydrogen fluoride, preferably fresh supplementary batches of hydrogen fluoride gas immediately added to the electrolyte so that the starting mixture is maintained. On the other hand, it is not advisable to compensate for the consumed Hydrogen fluoride es - add fresh mixture as the potassium fluoride in the mixture does not take part in the reaction. It would accordingly accumulate in the electrolyte, so that one outside of the favorable composition of the mixture comes.
elementare Schwefel kann in fester Form verwendet werden, z. B. als kolloidaler Schwefel, als Schwefelpulver oder als Schwefelkorn oder im geschmolzenen Zustand. Elementarer Schwefel ist in der KF · nHF- · ä Schmelze im wesentlichen vollständig unlöslich. Um die erwünschte Elektrolyse zu erzielen, wird die KF · nHF-Mischung bis zu einer Schmelze erhitzt. Dabei ändert sich die Erhitzung mit den n-Wert der Mischung. Allgemein kann gesagt werden, daß die Erhitzungstemperatur zwischen dem Schmelzpunkt der Mischung, welche in Beziehung mit dem Wert η steht,und dem Schmelzpunkt+50 C liegen sollte.elemental sulfur can be used in solid form, e.g. B. as colloidal sulfur, as sulfur powder or as sulfur grain or in the molten state. Elemental sulfur is essentially completely insoluble in the KF · nHF · ä melt. To achieve the desired electrolysis, the KF · nHF mixture is heated until it melts. The heating changes with the n-value of the mixture. In general, it can be said that the heating temperature should be between the melting point of the mixture, which is related to the value η, and the melting point + 50.degree.
Wenn die Mischung auf eine übermäßig hohe Temperatur erhitzt wird, dann verdunstet der Fluorwasserstoff in der Mischung. Es wird dementsprechend eine Temperatur im Bereich von 8O0C bis 13O0C bevorzugt, wenn eine Mischung von KP/1, 8 bis 2,2 HF geschmolzen werden When the mixture is heated to an excessively high temperature, the hydrogen fluoride in the mixture evaporates. It is, accordingly, a temperature in the range of 8O 0 C to 13O 0 C preferably, when a mixture of KP / 1, 8 to 2.2 HF melted
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In die eine derartig geschmolzene Mischung enthaltende Anodenkammer wird dann elementarer Schwefel eingebracht. Es wird dann bei einerInto the anode chamber containing such a molten mixture elemental sulfur is then introduced. It will then be with a
Spannung von 5 bis 15 Volt und mit einer Stromdichte von 0, 5 bis 25 A/dm Schwefelhexafluorid mit einer Stromleistung von etwa 40 bis 92% erzeugt.Voltage from 5 to 15 volts and with a current density of 0.5 to 25 A / dm Sulfur hexafluoride generated with a power output of about 40 to 92%.
Unter dem Ausdruck "Stromleistung", wie er weiterhin noch verwendet wird, soll verstanden sein, daß eine Stromleistung von 100% erreicht wird, wenn 1 Mol Schwefelhexafluorid mit einer Elektrolyseleistung von 6 Faradays erzeugt wird. Bei einer Spannung von 6 bis 12 Volt und einer Stromdichte von 4 bis 12 A/dm liefert das Verfahren gemäß der Erfindung eine großtechnisch annehmbare Ausbeute von Schwefelhexafluorid bei einem kontinuierlichen Betrieb mit einer Stromleistung von 65 bis 92%.Under the term "power output" as it is still used is to be understood that a current output of 100% is achieved when 1 mol of sulfur hexafluoride with an electrolysis capacity of 6 Faradays is generated. At a voltage of 6 to 12 volts and a current density of 4 to 12 A / dm, the process according to the invention provides an industrially acceptable yield of sulfur hexafluoride with continuous operation with a power output of 65 to 92%.
Wenn die Elektrolyse bei einer Spannung unter 5 Volt und einer Stromdichte unter 0, 5 A/dm durchgeführt wird, dann wird im wesentlichen kein Schwefelhexafluorid erzeugt. Es wird vielmehr der Anfall von niedrigeren fluorinierten Schwefelverbindungen steigen, so daß eine größere Anodenfläche vorgesehen werden muß. Dementsprechend ist diese Praxis wirtschaftlich uninteressant. Bei einer Spannung über 15 Volt und einerWhen electrolysis at a voltage below 5 volts and a current density is carried out below 0.5 A / dm, then substantially no sulfur hexafluoride is generated. Rather, it becomes the fit of lower ones fluorinated sulfur compounds increase, so that a larger anode area must be provided. Accordingly, this practice is economically unattractive. At a voltage above 15 volts and one
Stromdichte von über 25 A/dm kann sich an der Oberfläche der Kohlenstoffanode eine isolierende fluorinierte Kohlenstoffschicht bilden. Aufgrund einer derartigen Schicht tritt der sogenannte Anodeneffekt ein, d.h. die Elektrolyse wird im wesentlichen unmöglich gemacht.Current densities in excess of 25 A / dm can develop on the surface of the carbon anode form an insulating fluorinated carbon layer. Due to such a layer, the so-called anode effect occurs, i. electrolysis is made essentially impossible.
Zur Verhinderung des Anodeneffektes kann ein Metalliluorid aus der Gruppe Lithiumfluorid, Aluminiumfluorid, Nickelfluorid oder Natriumfluorid · in einer kleinen Menge, z.B. 1 bis 3 Gew.-% der KF· nHF-Mischung Verwendung finden. Es sei jedoch bemerkt, daß bei einer StromdichteTo prevent the anode effect, a metal fluoride from the group Lithium fluoride, aluminum fluoride, nickel fluoride or sodium fluoride in a small amount, e.g., 1 to 3% by weight of the KF · nHF mixture Find use. It should be noted, however, that at a current density
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über 25 A/dm es im wesentlichen nicht mehr möglich ist, das Auftreten des Anodeneffektes zu verhindern,above 25 A / dm it is essentially no longer possible to occur to prevent the anode effect,
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung des Verfahrens gemäß der Erfindung ohne den Umfang der Erfindung jedoch zu beschränken. Bei diesen Beispielen wurden zwei verschiedene Gattungen von elektrolytischen Zellen verwendet. ■' ■ JThe following examples serve to further illustrate the process according to the invention without however limiting the scope of the invention. Two different types of electrolytic cells were used in these examples. ■ '■ J
Diese, elektrolytische Zelle besteht aus einem zylindrischen Eisengefäß mit 240 mm Durchmesser und 550 mm tief und aus einer ZeUabdeckung aus Eisen. Das zylindrische Eisengefäß dient als Kathode. In der Mitte der eisernen Abdeckung ist eine amorphe Kohlenstoff anode mit 100 mmThis electrolytic cell consists of a cylindrical iron vessel with a diameter of 240 mm and a depth of 550 mm and made of an iron cover. The cylindrical iron vessel serves as the cathode. In the middle the iron cover is an amorphous carbon anode with 100 mm
• 2• 2
Durchmesser, 480 mm Länge und 12 dm effektiver Oberfläche vorgesehen. Die eiserne Abdeckung ist ebenfalls mit einem um die Kohlenstoffanode herum angeordneten zylindrischen Eisenschurz, 166 mm Durchmesser, 150 mm lang und 2 mm stark, versehen, um die an beiden Elek- Λ troden auftretenden Gase abzutrennen. -Diameter, 480 mm length and 12 dm effective surface. The iron is also provided with a cover disposed about the carbon anode around cylindrical iron Schurz, 166 mm diameter, 150 mm long and 2 mm thick, to the trodes at both electron Λ occurring gases separate. -
Der eiserne Deckel ist weiterhin mit Löchern versehen, durch welche elementarer Schwefel in die Anodenkammer eingeführt wird.The iron lid is also provided with holes through which elemental sulfur is introduced into the anode compartment.
Elektrolytische Zelle der Gattung II . Type II electrolytic cell .
Diese elektrolytische Zelle besteht aus einem zylindrischen Eisengefäß - 100 mm Durchmesser, 150 mm Tiefe - und aus einer eisernen ZeUabdeckung. Das zylindrische Eisengefäß dient als Kathode. In der Mitte This electrolytic cell consists of a cylindrical iron vessel - 100 mm in diameter, 150 mm in depth - and made of an iron cover. The cylindrical iron vessel serves as the cathode. In the middle
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der Zellabdeckung ist eine amorphe Kohlenstoffanode - 40 mm Durch-the cell cover is an amorphous carbon anode - 40 mm diameter
messer, 100 mm Länge und 1,1 dm effektiver Oberfläche - vorgesehen. Die eiserne Abdeckung ist weiterhin mit einem um die Kohlenstoff anode angeordneten zylindrischen Eisenschurz versehen, um das sich an den Elektroden entwickelnde Gas abzutrennen. Die Abmessungen des Eisenschurzes sind 70 mm Durchmesser, 60 mm Länge und 1 mm Dicke. Die Abdeckung ist mit einem Rohr versehen, durch welches elementarer Schwefel in die Anodenkammer eingebracht werden kann. Die Zelle ist weiterhin an ihrem Boden mit einem Rohr versehen, um ein inertes Gas in die Zelle, wenn erforderlich, einzubringen, so daß das Produkt Schwefelhexafluorid von der Zelle abgezogen werden kann»knife, 100 mm length and 1.1 dm effective surface - provided. The iron cover continues with an anode around the carbon arranged cylindrical iron apron to separate the gas developing at the electrodes. The dimensions of the Iron aprons are 70 mm in diameter, 60 mm in length and 1 mm in thickness. The cover is provided with a tube through which more elementary Sulfur can be introduced into the anode chamber. The cell is also provided with a tube at its bottom to hold an inert gas to be introduced into the cell, if necessary, so that the product sulfur hexafluoride can be withdrawn from the cell »
Die in den nachstehenden Beispielen beschriebenen elektrolytischen Verfahren wurden in diesen elektrolytischen Zellen durchgeführt. Es wurden bestimmte Mengen von saurem Kaliumfluorid (KHF2) und wasserfreiem Fluorwasserstoffgas in die Zelle eingebracht, um so einen Elektrolyten herzustellen. Der Elektrolyt wurde bei konstanter Temperatur (etwa 90 C) gehalten. Um Verunreinigungen und insbesondere Wasser aus dem Elektrolyten zu entfernen, wurde die Elektrolyse 24 Stunden bei einer niedrigen Stromdichte (0,1 bis 0, 3 A/dm ) durchgeführt. Nach dieser vorgängigen Elektrolyse wurde elementarer Schwefel in die Anodenkammer eingebracht. Die Elektrolyse wurde bei einer bestimmten Stromdichte durchgeführt. Wenn erforderlich, wurde in die Anodenkammer ein inertes Gas mit einer bestimmten Geschwindigkeit eingeführt, so daß das Produkt in Gasform von der elektrolytischen Zelle abgezogen werden konnte. Das in der Anodenkammer entwickelte Gas enthielt eine kleine Menge von Fluorwasserstoff. Um dementsprechend das Fluorwasserstoff aus dem Produkt zu entfernen, wurde das erzielte Gas durchThe electrolytic processes described in the examples below were carried out in these electrolytic cells. Certain amounts of acidic potassium fluoride (KHF 2 ) and anhydrous hydrogen fluoride gas were introduced into the cell to prepare an electrolyte. The electrolyte was kept at a constant temperature (about 90 C). In order to remove impurities and in particular water from the electrolyte, the electrolysis was carried out for 24 hours at a low current density (0.1 to 0.3 A / dm). After this preliminary electrolysis, elemental sulfur was introduced into the anode chamber. The electrolysis was carried out at a certain current density. If necessary, an inert gas was introduced into the anode chamber at a certain rate so that the product could be withdrawn from the electrolytic cell in gaseous form. The gas evolved in the anode compartment contained a small amount of hydrogen fluoride. Accordingly, in order to remove the hydrogen fluoride from the product, the gas obtained was passed through
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ein mit Natriumfluoridtabletten-gefülltes Rohr geleitet.a tube filled with sodium fluoride tablets.
Das so hergestellte Gas wurde zur Entfernung von Nebenprodukten, z.B.SOgFg, SOF2 usw. mit Wasser und anschließend mit wässrigen alkalischen Lösungen gewaschen. Spuren von S0F1Λ, SnF1nO und ande-The gas produced in this way was washed with water and then with aqueous alkaline solutions to remove by-products such as SOgFg, SOF 2, etc. Traces of S 0 F 1Λ , S n F 1n O and other-
a JLU Δ XU a JLU Δ XU
ren Verbindungen, wie sie in diesem Gas auftreten können, wurden thermisch zerlegt. Schließlich wurde das Gas durch ein mit Tonerde iren compounds as they can occur in this gas thermally decomposed. Finally the gas was passed through an i
gefülltes Rohr geleitet, um jegliche Spurenverunreinigungen zu entfernen. Das so hergestellte Produkt bestand aus Schwefelhexafluorid. Es wurde durch Gaschromatographie und durch Infrarotverfahren und masr· senspektroskopische Verfahren analysiert.filled pipe to remove any trace impurities. The product thus produced consisted of sulfur hexafluoride. It was determined by gas chromatography and by infrared method and masr sensespectroscopic methods analyzed.
In der Zelle der Gattung U wurde die Kohlenstoff anode durch eine plattenförmige Ni-Anode ersetzt. Die Elektrolyse· wurde in folgender Weise durchgeführt: Der Anodenkammer, welche 1, 6 kg KF · 2HF-Schmelze enthielt, wurden 15 Gramm kolloidaler Schwefel zugegeben. Die E lek- g In the cell of type U , the carbon anode has been replaced by a plate-shaped Ni anode. The electrolysis was carried out in the following manner: 15 grams of colloidal sulfur were added to the anode chamber, which contained 1.6 kg of KF.2HF melt. The E lek- g
trolyse wurde bei einer Stromdichte von 8,14 A/dm durchgeführt, während der Elektrolyt auf einer Temperatur von 9O0C gehalten wurde. Die Zellenspannung betrug 5,9 Volt. Das in der Anodenkammer entwickelte Gae enthielt Verbindungen, wie SFg, SOF2, SO2F3, S3Fj0 usw.trolyse was performed dm / at a current density of 8.14 A, while the electrolyte was maintained at a temperature of 9O 0 C. The cell voltage was 5.9 volts. The Gae developed in the anode chamber contained compounds such as SF g , SOF 2 , SO 2 F 3 , S 3 Fj 0 , etc.
Nach drei Stunden Elektrolyse wurde die Nidelanode aus der Zelle entfernt und hinsichtlich ihres Gewichtsverlustes aufgrund von Korrosion gtprüit. Daß Ergebnis zeigte, daß die Nickelanode rapide mit einer Geschwindigkeit von 3, 8 g/100 Ampere χ Stunden gelöst wird. Die Elek- trolyie wurde weiterhin durchgeführt, wobei die Schlammbildung an dim Boden der Zelle beobachtet wurde.After three hours of electrolysis, the Nidel anode was removed from the cell and tested for its weight loss due to corrosion . The result showed that the nickel anode is rapidly dissolved at a rate of 3.8 g / 100 ampere χ hours. The electrolysis was carried out further, the formation of sludge on the bottom of the cell being observed.
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In die elektrolytische Zelle wurden 41, 50 kg eines Elektrolyten, welcher aus KF · 2 - 15HF mit 1,1 Gew. -% LiF bestand, eingebracht. In die Anodenkammer wurden 100 g kolloidaler Schwefel eingefüllt. Die Elektrolyse wurde bei einer Elektrolyttemperatur von 98°C und einer41.50 kg of an electrolyte, which consisted of KF · 2-15HF with 1.1% by weight of LiF, were introduced into the electrolytic cell. In the anode compartment was filled with 100 g of colloidal sulfur. The electrolysis was carried out at an electrolyte temperature of 98 ° C and one
2
Stromdichte von 5, 0 A/dm durchgeführt. Die Zellenspannung betrug
8, 93 Volt. Nach dreistündiger Elektrolyse wurde das in der Anodenkammer
entwickelte Gas analysiert. Das Ergebnis war: SF- 93%,
SO2F2 1%, SOF2 + SF4 <1%, S2F10 1%, S3F10O
< 0, 5% CO2 1%, F2 1%, CF4 0,5%, Luft 0,5%. Nach weiterer Elektrolyse
sanken die Mengen von SOF2, SO2F3, CO3 und S3F10O zu Spuren
ab. Nach Reinigung war das SF« zu 99% rein, wobei es 0, 5% CF4
und 0, 5% Luft enthielt. Die Stromleistung des Schwefelhexafluorid betrug
92%. Die Stromleistungen von Wasserstoff und SFg zeigen, daß
die Umsetzung von Fluorwasserstoff zu Schwefelhexafluorid über 95%
betrug.2
Current density of 5.0 A / dm carried out. The cell voltage was 8.83 volts. After three hours of electrolysis, the gas evolved in the anode chamber was analyzed. The result was: SF- 93%, SO 2 F 2 1%, SOF 2 + SF 4 <1%, S 2 F 10 1%, S 3 F 10 O <0.5% CO 2 1%, F 2 1 %, CF 4 0.5%, air 0.5%. After further electrolysis, the amounts of SOF 2 , SO 2 F 3 , CO 3 and S 3 F 10 O decreased to traces. After cleaning, the SF «was 99% pure, containing 0.5% CF 4 and 0.5% air. The current output of the sulfur hexafluoride was 92%. The current outputs of hydrogen and SFg show that the conversion of hydrogen fluoride to sulfur hexafluoride was over 95%.
In eine elektrolytische Zelle wurden 1, 6 kg eines Elektrolyten,, welcher aus KF · 2HF bestand, eingebracht. Es wurden 15 g kolloidaler Schwefel in die Anodenkammer eingefüllt. Die Elektrolyse wurde bei einer Elektrolyttemperatur von 980C und einer Stromdichte von 8,9 k/am unter Einführung von gasförmigem Stickstoff mit einer Geschwindigkeit von 21N ml/min, durchgeführt. Am Anfang betrug die Zellenspannung 7, 6 Volt. Die Konzentration an Schwefelhexafluorid in dem in der Anodenkamraer entwickelten Gas betrug 48%. Darüber hinaus, bestand das 1.6 kg of an electrolyte, which consisted of KF · 2HF, were placed in an electrolytic cell. 15 grams of colloidal sulfur was added to the anode compartment. The electrolysis was carried out at an electrolyte temperature of 98 0 C and a current density of 8.9 k / to the under introduction of gaseous nitrogen at a rate of 21 N ml / min. At the beginning the cell voltage was 7.6 volts. The concentration of sulfur hexafluoride in the gas evolved in the anode chamber was 48%. In addition, it existed
Gas hauptsächlich aus Stickstoff und aus einem kleineren Teil gasförmigem Fluor. Die Stromleistung an Schwefelhexafluorid betrug 85%. Nach dreistündiger Elektrolyse zeigte die Kohlenstoffanode im wesentlichen noch keine Auflösung.Gas consists mainly of nitrogen and a smaller part of gas Fluorine. The sulfur hexafluoride power output was 85%. After three hours of electrolysis, the carbon anode showed essentially no resolution yet.
In die elektrolytische Zelle wurden 1, 6 kg eines Elektrolyten, weicher aus KF · 2HF bestand, eingebracht. Es wurden in die Anodenkammer 15 g kolloidaler Schwefel eingefüllt. Die Elektrolyse wurde bei einer Elektrolyttemperatur von 108 C und einer Stromdichte von 4,1 A/dm unter Einleitung von gasförmigem Stickstoff in einer Geschwindigkeit von 21N ml/min, durchgeführt. Die Zellenspannung betrug am Anfang 6, 75 Volt. Nach 4 Stunden betrug die Spannung 6, 64 Volt. Die Stromleistung an Schwefelhexafluorid betrug 68%.In the electrolytic cell, 1.6 kg of an electrolyte, softer consisted of KF · 2HF. There were in the anode chamber Filled with 15 g of colloidal sulfur. The electrolysis was carried out at a Electrolyte temperature of 108 C and a current density of 4.1 A / dm with the introduction of gaseous nitrogen at a rate of 21N ml / min. The cell voltage was at the beginning 6.75 volts. After 4 hours the voltage was 6.64 volts. The sulfur hexafluoride power output was 68%.
In die elektrolytische Zelle wurden 1, 6 kg eines Elektrolyten, welcher *1.6 kg of an electrolyte, which *
aus KF · 2HF bestand, eingebracht. In die Anodenkammer wurden 15 g Schwefel eingefüllt. Die Elektrolyse wurde bei einer Elektrolyttemperatur von 108 C und einer Stromdichte von 0, 5 A/dm durchgeführt, wobei gasförmiger Stickstoff mit einer Geschwindigkeit von 14, 5N ml/min, eingeführt wurde. Bei Beginn der Elektrolyse betrug die Zellenspannung 5, 53 Volt. Nach 5 Stunden war sie 5, 54 Volt. Die Stromleistung an Schwefelhexafluorid betrug 45%.consisted of KF · 2HF. In the anode chamber 15 g Filled with sulfur. The electrolysis was carried out at an electrolyte temperature of 108 C and a current density of 0.5 A / dm, with gaseous nitrogen at a rate of 14.5N ml / min, was introduced. At the start of the electrolysis, the cell voltage was 5.53 volts. After 5 hours it was 5.54 volts. The current output of sulfur hexafluoride was 45%.
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Beispiel 5 (Zelle der Gattung II) Example 5 (cell of genus II)
In die elektrolytische Zelle wurden 1, β kg eines Elektrolyten, welcher aus KF · 1, 8HF bestand, eingebracht. Es wurden 15 g Schwefel in die Anodenkammer eingefüllt. Die Elektrolyse wurde bei einer Elektrolyt-In the electrolytic cell was 1. β kg of an electrolyte, which consisted of KF x 1.8HF. There were 15 g of sulfur in the Anode chamber filled. The electrolysis was carried out with an electrolyte
o ' " 2o '"2
temperatur von 125 C und einer Stromdichte von 1, 4 A/dm durchgeführt, wobei gasförmiger Stickstoff mit einer Geschwindigkeit von 2ON ml/min, eingeführt wurde. Am Beginn der Elektrolyse betrug die Zellenspannung 5, 85 Volt. Nach 5 Stunden betrug sie 5, 81 Volt. Die Stromleistung von Schwefelhexafluorid steigtmit der Zeit und erreichte nach 5 Stunden 63%.temperature of 125 C and a current density of 1.4 A / dm, nitrogen gas being introduced at a rate of 2ON ml / min. At the start of the electrolysis, the Cell voltage 5.85 volts. After 5 hours it was 5.81 volts. The current output of sulfur hexafluoride increases with time and reached after 5 hours 63%.
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