DE2633661C2 - Verfahren zur Gewinnung reinen Methyldichlorphosphans - Google Patents
Verfahren zur Gewinnung reinen MethyldichlorphosphansInfo
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- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
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- C07F9/02—Phosphorus compounds
- C07F9/28—Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
- C07F9/50—Organo-phosphines
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- C07F9/02—Phosphorus compounds
- C07F9/025—Purification; Separation; Stabilisation; Desodorisation of organo-phosphorus compounds
Description
Methyldichlorphosphan (H3C-PCl2) ist nicht nur für
die präparative Chemie, sondern in zunehmendem MaQe auch als Ausgangsmaterial zur flammfesten
Ausrüstung von Pasern und Kunststoffen von Bedeutung. So kann man z. B. Acrylsäure mit Methyldichlorphosphan
zu [ß-(Chlorformyl)äthyl>methyI-phosphinsäurechlorid
umsetzen, welches sich seinerseits durch Kochen mit Acetanhydrid zu 2-Methyl-2,5-dioxo-l-oxaphospholan
zyklisieren läßt. Zyklische Anhydride dieses Typs lassen sich mit Vorteil in Polyestermaterial
einbauen und verleihen den daraus gewonnenen Fäden, Fasern, Folien und Formkörpern ausgezeichnete
flammwidrige oder selbstverlöschende Eigenschaften. Um eine Beeinträchtigung verschiedener Qualitätsmerkmale der flammfest ausgerüsteten Gegenstände,
z. B. ihrer Farbe, zu vermeiden, muß das Phospholan in reinster Form eingesetzt werden. Es hat sich in diesem
Zusammenhang als wichtig herausgestellt, bereits das
Ausgangsprodukt Methyldichlorphosphan in reiner Form anzuwenden.
Die Herstellung von Metbyldichlorphosphan aus
Die Herstellung von Metbyldichlorphosphan aus
Methan und Phosphortrichlorid bei Temperaturen oberhalb 500° C wurde von J,A,Pianfetti und L, D,
Quin in J. Am, Chem, Soc, 84 (1962), S, 851-854,
beschrieben und ist Gegenstand der US-PS 3210 418 und 35 19 685 sowie der DT-AS 20 46 314. Die WL-OS
7013 363 beschreibt die Herstellung aliphatischen
phosphan aus Athan und PCI3, in Gegenwart von CCU
als Starter.
is anfallende, bereits vorgereinigte Rohprodukt neben
PQ3 nur etwa 20 Gewichts-% Methyldichlorphosphan.
Schwierigkeiten entstehen daher bei der destillativen Trennung wegen der sich nur geringfügig unterscheidenden
Siedepunkte der Hauptbestandteile (CH3PCl2=81,5" C; CCl,=76,7° C; PCI3=74,5° C, jeweils
bei 760 Torr). Hieraus folgen lange Verweilzeiten im Temperaturbereich des Siedepunktes von CH3PCb,
wodurch dessen Selbstzerfall — begünstigt durch die Gegenwart von Verunreinigungen — erheblich vergrö-Bert
wird. Da beim Selbstzerfall von Methyldichlorphosphan
neben PCI3 bevorzugt Feststoffe entstehen, die im Reaktionsgemisch unlöslich sind, ist die
Verschmutzungsgefahr der Umlaufverdampfer entsprechend groß.
Angesichts dieser Schwierigkeiten ist es verständlich, daß in der Praxis bei der Gewinnung reinen
Methyldichlorphosphans in technischem Maßstab nach anderen Lösungen gesucht wurde. So beschreibt die
US-PS 35 19 685 ein Reinigungsverfahren, bei dem zu 1000 Teilen einer Mischung aus 760 Teilen PCI3, 180
Teilen CH3PCb sowie Nebenprodukten 522 bis 1044 Teile von z.B. Phenol zugefügt werden. Phenol
verbindet sich mit PCI3, und CH3PCl2 kann abdestilliert
werden. Es leuchtet ein, daß dieses Verfahren höchstens in Ausnahmefällen wirtschaftlich durchgeführt werden
kann, da die großen Mengen des Reaktionsprodukts aus PCl2 und Phenol offenbar verworfen werden müssen.
Die Tatsache, daß ein so aufwendiger Weg überhaupt vorgeschlagen wurde, zeigt aber dem Fachmann auch,
welch schwierige Probleme mit der an sich naheliegenden destillativen Trennung verbunden sind.
Bei der bekannten destillativen Gewinnung reinen Methyldichlorphosphans aus einem Gemisch, das
sowohl Leichtsieder wie PCI3, als auch Hochsieder
so enthält, verfährt man in der Praxis zweckmäßig so, daß
man in einer ersten Stufe die Leichtsieder über Kopf abdestilliert, während im Sumpf das Methyldichlorphosphan
.«owie alle Hochsieder verbleiben. In einer zweiten Stufe wird dann reines Methyldichlorphosphan über
Um in der ersten Stufe das Phosphortrichlorid vom Methyldichlorphosphan mit einem Reinheitsgrad von
99% abtrennen zu können, ist eine Kolonne mit einer Trennwirkung von 80 bis 130 theroretischen Böden und
ein Rücklaufverhältnis von 10 :1 bis 20 :1 erforderlich.
Zur Abtrennung des Methyldichlorphosphans von den Hochsiedern mit einem Reinheitsgrad von mehr als
99% ist in der zweiten Stufe eine Kolonne mit einer Trennwirkung von 20 bis 30 theoretischen Böden und
f>5 ein RUcklaufverhältnis von 2:1 bis 5 :1 notwendig.
Setzt man in die beschriebene Destillationsvorrichtung ein feststofffreies Gemisch mit einem Gehalt von etwa
17 Gewichts-% Methyldichlorphosphan ein (vgl. das
nachfolgende Beispiel 2), so tritt schon neeb einigen
Stunden im Umlaufverdampfer der ersten Destillationsstufe eine tiefe Verfärbung ein. Wird die Löslichkeit der
gebildeten Feststoffe überschritten, scheiden sich diese bevorzugt an den Oberflächen des Verdampfers ab,
Dadurch wird der Wärmetransport so gehemmt, daß j| der Verdampfer bereits nach einigen Tagen Betriebszeit
ϊ geöffnet und mechanisch gereinigt werden muß. Die
ff hieraus resultierende Problematik ist dem Fachmann
hinlänglich bekannt. Ein analoges Verhalten ist auclt bei to
'Γ der Aufgabe von Sumpf aus der ersten in die zweite
'<<■ Destillationsstufe zu beobachten.
,' Die Erfindung, welche die geschilderten Nachteile
f vermeidet, betrifft nun ein Verfahren zur Gewinnung
; reinen Methyldichlorphosphans aus überwiegend Phos-
'' phortrichlorid und Methyldichlorphosphaiii enthaltenden
Gemischen durch Destillation, wobei in einer ersten Destillationsstufe Phosphortrichlorid und andere
Leichtsieder über Kopf abdestilliert werden, während man aus dem in eine zweite Destillationsstufe
überführten Sumpf reines Methyldichlorphosphan von
Hochsiedern abdestilliert, welches dadurch gekennzeichnet
ist, daß man in dem Gemisch vor Eintritt in die erste Destillationsstufe 0,01 bis 1 Gewichts-% einer
organischen Bariumverbindung als Stabilisator für Methyldichlorphosphan löst und den Sumpf der ersten
Destillationsstufe noch vor seiner Überführung in die zweite Destillationsstufe mit 1 bis 10 Gewichts-%
Phosphoroxychlorid versetzt
Weiterhin kann das Verfahren der Erfindung wahlweise oder bevorzugt dadurch gekennzeichnet
sein, daß
a) man den Sumpf mit 3 bis 6 Gewichts-% Phosphoroxychlorid versetzt,
b) man aus der zweiten Destillationsstufe einen hochsiederhaltigen Sumpf abzieht, daraus Phosphoroxychlorid
abdestilliert und letzteres im Kreislauf in den Sumpf der ersten Destillationsstufe
zurückführt
c) man in der ersten Destillationsstufe eine Sumpftemperatur von 115° C, vorzugsweise von 1050C,
nicht überschreitet,
d) man in der zweiten Destillationsstufe eine Sumpftemperatur unterhalb 120° C, vorzugsweise von
1020C bis 1100C, einhält,
e) die als Stabilisator eingesetzte Bariumverbindung ein lösliches Banum-Phenolat-Sutfomat-Gemisch
ist,
f) man das reine Methyldichlorphosphan aus einem Phosphortrichlorid, Methyldichlorphosphan, Tetrachlorkohlenstoff
und Chloroform enthaltenden Gemisch gewinnt.
Das Verfahren der Erfindung kann beliebig lange störungsfrei betrieben werden. Dieses unerwartete
Verhalten ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß die gelöste organische Bariumverbindung die
Abscheidung gebildeter Feststoffe grundsätzlich verhindert. Die störenden festen Nebenprodukte ireichern sich
aber in den Destillationssümpfen an. Um deren Löslichkeit in den Sumpfprodukten zu erhöhen und 6u
somit die störende Wirkung der Feststoffe von vornherein auszuschalten, wird Phosphoroxychlorid in
den Sumpf der ersten Destillationsstufe zugegeben. Angesichts der bekannten, stark korrosiven Eigenschaften
von POCI3 überrascht es, daß die Zugabe von POCI3 h j
die Korrosivität des PCiyCHsPCli-Gemiisches kaum
verändert. Dieser Sachverhalt ist als ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Arbeitsweise zu betrachten, da
die größten Apparate der Anlage aus vergleichsweise billigem Stahl gebaut werden können,
Die Versuchsanordnung ist dem Fließschema der Zeichnung zu entnehmen. In der ersten Stufe wird zur
Abtrennung von PCI3, CHCI3 und CCl* von Methyldichlorphosphan
und Höhersiedern eine Destillationskolonne mit 130 Ventilboden eingesetzt, die aus Gründen
der räumlichen Unterbringung in einen ersten Kolonnenteil 3a mit 68 Böden und einen zweiten Kolonnenteil
36 mit 62 Böden geteilt ist Ober die Leitung 1 weiden 100 kg/h Rohprodukt der Zusammensetzung:
17 Gewichts-% Methyldichlorphosphan,
2.0 Gewichts-% Tetrachlorkohlenstoff,
1.1 Gewichts-% Chloroform,
0,2 Gewichts-% POCl3,
0,2 Gewichts-% POCl3,
02 Gewichts-% unbekannte Komponenten,
Rest PCl3
Rest PCl3
am Kopf des ersten Kolonnenteüs 3fc aufgegeben.
Diesem Rohprodukt werden über die Leitung 2 als Stabilisator 0,7 kg/h des Barium-Phenolat-Sulfonat-Gemisches
»Additin· Rc 1387« der Firma Rhein-Chemie Rheingau GmbH, Mannheim, zudosiert (· = Eingetragenes
Warenzeichen der Firma Bayer AG, Leverkusen).· Außerdem wird über die Leitung 12 in den Umlaufverdampfer
4 1 kg/h POCl3 zugegeben. Das eingegebene Rohprodukt wird im Umlaufverdampfer 4 bei
102° —104° C unter dem apparativ bedingten Druck
zum Sieden gebracht Dabei werden die am Kopf des ersten Kolonnenteüs 3a entweichenden Dämpfe über
die Leitung 5 dem untersten Boden des zweiten Kolonnenteüs 3b zugeführt, während die im Kolonnenteil
3b rücklaufenden Anteile mittels der Pumpe 6 über die Leitung 7 am Kopf des ersten Kolonnenteüs 3a
aufgegeben werden. Das im Kondensator 8 anfallende PCI3, das noch CHCl3 und CCl4 enthält wird dsm
Rückflußverhältnis von 15:1 entsprechend teils über die Leitung 9 auf den Kopf des zweiten Kolonnenteüs
3b zurückgeführt und teils über die Leitung 10 abgezogen und dem (nicht eingezeichneten) Reaktor
wieder zugeführt Nachdem das im Umlaufverdampfer 4 enthaltene Rohprodukt frei von PCI3 ist, werden davon
über die Leitung 11 18,4 kg/h abgezogeil und eiern
zweiten Viertel der zweiten Destillationskolonne 13 aufgegeben. Das im Kondensator 14 anfallende reine
Methyldichlorphosphan wird dem Rücklaufverhältnis von 2 :1 entsprechend anteilmäßig über die Leitung 15
auf den Kopf der Destillations-Kolonne 13 aufgegeben,
während aus der Leitung 16 163 kg/h Rein-Methyldichlorphosphan
entnommen werden. Aus dem unter dem apparativ bedingten Druck auf 104° —108" C beheizten
Umlaufverdampfer 17 der Destillationskolonne 13 werden über den Ablauf 18 1,9 kg/h Sumpf abgenommen.
Aus diesem Sumpfprodukt wird im Dünnschichtverdampfer 19 das POCl3 abdestilliert, im Wärmetauscher
20 kondensiert und über die Leitung 21 abgenommen. Das wiedergewonnene POCl3, das noch
etwas Methyldichlorphosphan enthält, wird über die Leitung 12 in den Umlaufverdampfer 4 des ersten
Kolonnenteüs 3a zurückgeführt. Über Leitung 22 werden die Hochsieder sowie die nicht flüchtigen
Anteile aus »Additin® RC 1387« ausgeschleust.
In der beschriebenen Weiss kann die destillative Gewinnung von reinem Methyldichlorphosphan beliebig
lange störungsfrei betrieben werden.
beobachtet. Nach einigen Tagen Betriebszeit sind die
Man arbeitet wie in Beispiel 1, jedoch ohne Zugabe Heizflächen der Umlaufverdampfer so belegt, daß die
von »Additin* RC1387« und POCI3. Bereits nach Destillation abgestellt und die Umlaufverdampfer
einigen Stunden wird eine Verschlechterung des 5 gereinigt werden müssen.
Claims (7)
1. Verfahren zur Gewinnung reinen Methyldichlorphosphans
aus überwiegend Pbosphortrichjorid und Metbyldichlorphosphan enthaltenden Gemischen
durch Destillation, wobei in einer ersten Destillatjonsstufe Phosphortrichlorid und andere
Leichtsieder über Kopf abdestilliert werden, während man aus dem in eine zweite Destillationsstufe
überführten Sumpf reines Methyldichlorphosphan von Hochsiedern abdestilliert, dadurch gekennzeichnet,
daß man in dem Gemisch vor Eintritt in die erste Destillationsstufe 0,01 bis
1 Gewichts-% einer organischen Bariumverbindung als Stabilisator für Methyldichlorphosphan löst und
den Sumpf der ersten Destillationsstufe noch vor seiner Oberführung in die zweite Destillationsstufe
mit 1 bis 10 G.ewichts-% Phosphoroxydchlorid versetzt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Sumpf mit 3 bis 6Gewichts.-%
Phosphoroxychlorid versetzt
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man aus der zweiten Destillationsstufe
einen hochsiederhaltigen Sumpf abzieht, daraus Phosphoroxychlorid abdestilliert und letzteres
im Kreislauf in den Sumpf der ersten Destillationsstufe zurückführt
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß man in der ersten
Destillationsstufe eine Sumpftemperatur von 115"C1
vorzugsweise von 1050C, nicht überschreitet
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daU man in der zweiten
Destillationsstufe eine Sumpftempeiatur unterhalb
1200C, vorzugsweise von 102° bis 1100C, einhält
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die als Stabilisator
eingesetzte Bariumverbindung ein lösliches Barium-Phenolat-Sulfonat-Gemisch
ist
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß man das reine Methyldichlorphosphan aus einem Phosphortrichlorid,
Methyldichlorphosphan, Tetrachlorkohlenstoff und Chloroform enthaltenden Gemisch gewinnt
Priority Applications (13)
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DE2633661B1 DE2633661B1 (de) | 1977-12-15 |
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ID=5984027
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1976
- 1976-07-27 DE DE2633661A patent/DE2633661C2/de not_active Expired
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1977
- 1977-07-26 ZA ZA00774508A patent/ZA774508B/xx unknown
- 1977-07-27 BE BE179672A patent/BE857203A/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
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ZA774508B (en) | 1978-07-26 |
BE857203A (fr) | 1978-01-27 |
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