DE3129373A1 - "Process for preparing phosphorus pentachloride" - Google Patents
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Abstract
Description
Verfahrenzur Herstellung von Pho^mpçherpentachloridProcess for the production of phosphorus pentachloride
Zusatz zu Patent . ... ... (Patentanmeldung P 30 08 194.8) Gegenstand des Hauptpatentes Nr. ... ...(Patentanmeldung Nr. P 30 08 194.8) ist ein Verfahren zur Herstellung von Phosphorpentachlorid hoher Reinheit in Form eines rieselfähigen Kristallpulvers durch Umsetzung von Phosphortrichlorid mit Chlor, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Umsetzung in zwei Stufen vornimmt, wobei man in der ersten Stufe unter Rühren bei einer Temperatur von O bis 1500C Phosphortrichlorid mit der 0,7 bis 0,999-fachen molaren Menge Chlor vereinigt und dabei zu einem aus Phosphorpentachlorid und Phosphortrichlorid bestehenden Kristallbrei umsetzt und diesen in der zweiten Stufe bei O bis 150°C mit einem Überschuß an Chlor zu Phosphorpentachlorid reagieren legt. In der ersten Stufe soll die Reaktion stets in einem Gemisch von Phosphorpentachlorid und Phosphortrichlorid bestehenden Gemisch mit dem Molverhältnis PC15:PC13 von 2,3:1 bis 999:1 durchgeführt werden.Addendum to patent. ... ... (patent application P 30 08 194.8) subject matter of the main patent no. ... ... (patent application no. P 30 08 194.8) is a process for the production of phosphorus pentachloride of high purity in the form of a free-flowing Crystal powder by reacting phosphorus trichloride with chlorine, which is characterized is that the implementation is carried out in two stages, with one in the first stage with stirring at a temperature of 0 to 1500C phosphorus trichloride with the 0.7 Combined up to 0.999 times the molar amount of chlorine and thereby to form one of phosphorus pentachloride and phosphorus trichloride converts existing crystal slurry and this in the second React stage at 0 to 150 ° C with an excess of chlorine to form phosphorus pentachloride lays. In the first stage, the reaction should always be in a mixture of phosphorus pentachloride and phosphorus trichloride with a molar ratio PC15: PC13 of 2.3: 1 can be carried out up to 999: 1.
Es hat sich nun gezeigt, daß man die Umsetzung von Phosphortrichlorid mit Chlor in der ersten Stufe vorteilhaft auch so durchführen kann, daß man dort einen Teil des vorhandenen Phosphortrichlorids abdestilliert und eine entsprechend geringere Menge an Chlor zuthrt. Ferner wurde gefunden, daß die Reaktion auch in einem Gemisch mit dem Molverhältnis PC15:PC13 von 2,3:1 bis 1,0-1t noch zufriedenstellend abläuft.It has now been shown that the implementation of phosphorus trichloride with chlorine in the first stage can also be carried out advantageously so that there some of the phosphorus trichloride present is distilled off and one accordingly a smaller amount of chlorine is added. It was also found that the reaction in a mixture with the molar ratio PC15: PC13 of 2.3: 1 to 1.0-1t is still satisfactory expires.
Gegenstand der Erfindung ist daher die weitere Ausbildung des Verfahrens zur Herstellung von Phosphorpentachlorid hoher Reinheit in Form eines rieselfahigen Kristallpulvers durch Umsetzung von Phosphortrichlorid mit Chlor, wobei man die Umsetzung in zwei Stufen vornimmt und in der ersten Stufe in einem PC15/PC13-Gemisch unter Rühren bei einer Temperatur von 0 bis 1500C Phosphortrichlorid mit einer unterstöchiometrischen Menge an Chlor vereinigt und zu einem aus Phosphorpentachlorid und Phosphortrichlorid bestehenden Kristallbrei umsetzt und diesen in der zweiten Stufe bei 0 bis 1500C mit einem Überschuß an Chlor zu Phosphorpentachlorid reagieren läßt, nach Patentanmeldung P 30 08 194.8. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man in der ersten Stufe das Phosphortrichlorid mit der 0,1 bis 0,999-fachen molaren Menge Chlor vereinigt, man gleichzeitig oder anschließend 1 bis 90 % der zugegebenen Menge des Phosphortrichlorids abdestilliert, mit der Maßgabe daß dabei stets eine aus PCl5 und PCl3 bestehende Mischung mit dem Molverhältnis PCl5:PCl3 von 1,0:1 bis 999:1 entsteht.The invention therefore relates to the further development of the method for the production of phosphorus pentachloride of high purity in the form of a pourable Crystal powder by reacting phosphorus trichloride with chlorine, whereby the Implementation in two stages and in the first Level in one PC15 / PC13 mixture with stirring at a temperature of 0 to 1500C phosphorus trichloride combined with a sub-stoichiometric amount of chlorine and made one of phosphorus pentachloride and phosphorus trichloride converts existing crystal slurry and this in the second Reaction stage at 0 to 1500C with an excess of chlorine to form phosphorus pentachloride lets, according to patent application P 30 08 194.8. The procedure is characterized by that in the first stage the phosphorus trichloride with 0.1 to 0.999 times molar amount of chlorine combined, one at the same time or subsequently 1 to 90% of the added amount of phosphorus trichloride is distilled off, with the proviso that this always a mixture consisting of PCl5 and PCl3 with the molar ratio PCl5: PCl3 from 1.0: 1 to 999: 1 results.
Es ist vorteilhaft, wenn die Reaktionsmischung in Form eines Kristallbreis vorliegt, weil dann günstige Bedingungen für das Auskristallisieren von entstehendem Phosphorpentachlorid vorliegen. Bei Temperaturen an der Obergrenze des angegebenen Temperaturbereiches kann es jedoch vorkommen, daß das Phosphorpentachlorid in der Reaktionsmischung fast ganz gelöst ist.It is advantageous if the reaction mixture is in the form of a crystal slurry exists because then favorable conditions for the crystallization of the resulting Phosphorus pentachloride are present. At temperatures at the upper limit of the specified Temperature range, however, it can happen that the phosphorus pentachloride in the Reaction mixture is almost completely dissolved.
Das Verfahren bietet den Vorteil, daß die Wärme der exothermen Reaktion durch die Verdampfungswärme des Phosphortrichlorids sehr gut abgeführt werden kann, so daß auf eine Kühlung des Reaktionsgefäßes gegebenenfalls verzichtet werden kann. Außerdem werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch in der Reaktionsmischung vorhandene sehr geringe Mengen an Phosphoroxichlorid entfernt. Es läßt sich häufig nicht vermeiden, daß Spuren an POC13 durch Hydrolyse von PCl oder Oxidation von PC13 gebildet werden. Wird kein 5 PC13 abdestilliert, reichern sich die Mengen an POC13 mit fortschreitender Reaktionsdauer an und werden schließlich mit dem PC15 ausgetragen.The method has the advantage that the heat of the exothermic reaction can be dissipated very well by the evaporation heat of the phosphorus trichloride, so that cooling of the reaction vessel can optionally be dispensed with. In addition, in the process according to the invention, there are also in the reaction mixture very small amounts of phosphorus oxychloride present are removed. It can often do not avoid that traces of POC13 by hydrolysis of PCl or oxidation of PC13 are formed. If 5 PC13 is not distilled off, the amounts will accumulate POC13 as the reaction time progresses and are finally connected to the PC15 carried out.
Das Abdestillieren des PCl3 kann nach, insbesondere aber während, der Reaktion mit Chlor erfolgen. Auf diese Weise kann die beim Auskristallisieren von PC15 und bei der Chlorierung freiwerdende Wärmemenge einfach abgeführt werden. Gleichzeitig erhöht sich hierbei das Molverhältnis PC15/PC13. Dabei richtet sich die Menge an abzudestillieren dem PCl3 nach der eingesetzten Chlormenge. Wichtig ist, daß in der ersten Stufe ein Kristallbrei aus PCl3 und PCl5 erhalten wird, der ein MolverhEltnis PCl5:PCl3 von 1,0:1 bis 999:1, vorzugsweise 2,3:1 bis 999:1 aufweist.The distillation of the PCl3 can after, but especially during, reaction with chlorine. In this way the can crystallize out from PC15 and the amount of heat released during the chlorination can be easily dissipated. At the same time, the molar ratio PC15 / PC13 increases. It is directed the amount of PCl3 to be distilled off according to the amount of chlorine used. Important is that a crystal slurry of PCl3 and PCl5 is obtained in the first stage, the has a molar ratio PCl5: PCl3 of 1.0: 1 to 999: 1, preferably 2.3: 1 to 999: 1.
Die zweite Stufe erfolgt vorzugweise außerhalb des Gefäßes, in dem die Bildung des Kristalibreis stattfindet, oder innerhalb des Gefäßes in der Nahe der Stelle, wo das Produkt ausgetragen werden soll oder (bei diskontinuierlicher Reaktionsführung) innerhalb des Gefäßes zur Beendigung der Gesamtreaktion.The second stage is preferably carried out outside the vessel in which the formation of the crystal pulp takes place, or within the vessel nearby the point where the product is to be discharged or (in the case of discontinuous Reaction procedure) within the vessel to terminate the overall reaction.
Bevorzugt sind Reaktionstemperaturen in der ersten Stufe von 75 bis 140°C und in der zweiten Stufe von ao bis 1500C.Preferred reaction temperatures in the first stage are from 75 to 140 ° C and in the second stage from ao to 1500C.
Die Umsetzungen der beiden Reaktionsstufen können bei einem Druck von 0,1 - 10, vorzugsweise 0,5 - 1,2 bar durchgeführt werden. Chlor kann flüssig oder als Gas eingesetzt werden.The reactions of the two reaction stages can be carried out at one pressure from 0.1-10, preferably 0.5-1.2 bar. Chlorine can be liquid or used as a gas.
Vorzugsweise wird zur Vermeidung einer Gasphasenreaktion das Chlor in die als Reaktionsmedium dienende Mischung von PCl3 und PCl5 eingeleitet, während das Phosphortrichlorid von oben auf diese Mischung aufgegeben wird, beispielsweise aufgesprüht wird. Dadurch wird gewährleistet, daß die Chlorierung überwiegend im Innern der Reaktionsmischung stattfindet, kein Chlor in die Gasphase der ersten Stufe austritt und eine gute Kristallbildung von Phosphorpentachlorid erfolgt. Aber auch ein Einleiten von Phosphortrichlorid in die, im allgemeinen in Breiform vorliegende, Mischung ist möglich. Man kann das Phosphortrichlorid auch zusammen mit PC15 ZqB in Form einer Lösung von PC15 in PC13 oder in Form einer breiförmigen Mischung, in den Reaktor der ersten Stufe einführen.The chlorine is preferably used to avoid a gas phase reaction introduced into the mixture of PCl3 and PCl5 serving as the reaction medium, while the phosphorus trichloride is applied from above to this mixture, for example is sprayed on. This ensures that the chlorination is predominantly in the Inside the reaction mixture takes place, no chlorine in the gas phase of the first Stage emerges and good crystal formation of phosphorus pentachloride takes place. but also an introduction of phosphorus trichloride into the, generally present in pulp form, Mixing is possible. The phosphorus trichloride can also be used together with PC15 ZqB in the form of a solution of PC15 in PC13 or in the form of a pulpy Mixture, introduce into the first stage reactor.
Die erste und die zweite Stufe können im selben Reaktionsbehälter oder in zwei verschiedenen Behältern (kontinuierlich oder diskontinuierlich) durchgeführt werden.The first and the second stage can be in the same reaction vessel or carried out in two different containers (continuous or discontinuous) will.
Die Reaktion kann bereits bei OOC ablaufen. Vorzugsweise beträgt die Reaktionstemperatur jedoch 75 bis 1400C. Bei höheren Temperaturen als 1400C besteht die Gefahr, daß das Gemisch von Phosphorpentachlorid und Phosphortrichlorid zu schmelzen beginnt und bei tieferen Temperaturen wieder, unter Bildung von groben Klumpen, erstarrt. Besonders bevorzugt wird eine Reaktionstemperatur von 80 bis 1200C.The reaction can already take place at OOC. Preferably the However, the reaction temperature is 75 to 1400C. Exists at temperatures higher than 1400C the risk of melting the mixture of phosphorus pentachloride and phosphorus trichloride begins and at lower temperatures again, with the formation of coarse lumps, stiffens. A reaction temperature of 80 to 120 ° C. is particularly preferred.
Allgemein gilt, daß die Reaktionstemperatur bei hohem Phosphorpentachlorid-Anteil höher sein darf als bei geringerem.As a general rule, the reaction temperature is when the proportion of phosphorus pentachloride is high may be higher than with lower.
Es ist ausreichend, wenn zumindest 1 % der eingesetzten Menge an Phosphortrichlorid überdestilliert, wenn auch noch geringere Mengen positive Effekte bezüglich Wärmeabfuhr und POCl3-Entfernung ergeben. Die Menge an abdestilliertem Phosphortrichlorid sollte jedoch bevorzugt größer als 10 % der insgesamt zugegebenen Menge sein. Bei gleichzeitigem Zugeben und Abdestillieren wird meistens in jedem Zeitabschnitt der Zugabe 10 bis 90 %, vorzugsweise 10 bis 75 % der zugegebenen Menge PC13 abdestilliert.It is sufficient if at least 1% of the amount of phosphorus trichloride used distilled over, even if smaller amounts have positive effects on heat dissipation and POCl3 removal. The amount of phosphorus trichloride distilled off should however, preferably greater than 10% of the total amount added. At the same time Adding and distilling off is usually in each period of the addition 10 to 90%, preferably 10 to 75% of the added amount of PC13 is distilled off.
In der zweiten Reaktionsstufe wird, ohne weitere Zugabe von Phosphortrichlorid, das an Phosphorpentachlorid reiche Reaktionsgemisch mit einem Überschuß an Chlor umgesetzt.In the second reaction stage, without further addition of phosphorus trichloride, the reaction mixture rich in phosphorus pentachloride with an excess of chlorine implemented.
Diese zweite Stufe kann unter Rühren mit gleichzeitiger Außenkühlung erfolgen, was besonders bei relativ hohem Phosphortrichlorid-Gehalt vorteilhaft ist. Besteht das Reaktionsgemisch jedoch nahezu vollständig aus Phosphorpentachlorid (95 bis 99,9 Mol.-%)/so kann die zweite Stufe auch so durchgeführt werden, daß die kristalle aus der ersten Stufe in einen mit einer Chloratmosphäre gefüllten Behälter rieseln.This second stage can be carried out with stirring with simultaneous external cooling take place, which is particularly advantageous when the phosphorus trichloride content is relatively high is. However, if the reaction mixture consists almost entirely of phosphorus pentachloride (95 to 99.9 mol%) / so the second stage can also carried out that way be that the crystals from the first stage in one with a chlorine atmosphere filled container trickle.
Der Transport des (brei£drmigen oder'sandförmigen) Reaktionsgemisches der ersten Stufe zur zweite Stufe kann kontinuierlich durch ein Austragungsorgan, insbesondere eine Schnecke, erfolgen. Andere Fördermittel, beispielsweise Schwerkraft, sind ebenfalls einsetzbar. Man kann auch die Chlorierung der zweiten Stufe bereits im Austragungsorgan der ersten Stufe durchführen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn im Reaktionsgemisch nur noch sehr wenig Phosphortrichlorid vorhanden ist. Nach der Chlorierung in der zweiten Reaktionsstufe kann das Phosphorpentachlorid diskontinuierlich oder kontinuierlich abgeführt werden. Überschüssiges Chlor kann durch Evakuieren oder durch Ausblasen mit getrocknetem Stickstoff entfernt und der ersten Reaktionsstufe wieder zugeführt werden.The transport of the (pulpy or sand-shaped) reaction mixture the first stage to the second stage can be continuously carried out by a discharge organ, especially a snail. Other means of conveyance, such as gravity, can also be used. You can also do the chlorination of the second stage already carry out in the organizing body of the first stage. This is particularly advantageous when very little phosphorus trichloride is still present in the reaction mixture. To the chlorination in the second reaction stage, the phosphorus pentachloride can be discontinuous or be discharged continuously. Excess chlorine can be removed by evacuation or removed by purging with dried nitrogen and the first reaction stage be fed back.
Falls man die erste Stufe so durchführt, daß man gleichzeitig Chlor und Phosphortrichlorid zu dem vorgelegten Gemisch aus Phosphortrichlorid und Phosphorpentachlorid zugibt, so wird man im allgemeinen für die zuzugebenden Stoffe ein Molverhältnis PCl3:Cl2 von 1:0,1 bis 1:2 und bevorzugt von 1:0,2 und 1:0,999 einhalten E ist vorteilhaft, wenn für jeden Zeitabschnitt von 60 Minuten dieses Verhältnis in den angegebenen Grenzen liegt, oho wenn nicht längere Zeit ausschließlich ein Reaktionspartner zugegeben wird. Die Menge an zuzugebendem PCl3 richtet sich vor allem. nach der Menge die während der Reaktion durch Destillation der Umsetzung entzogen wird. Durch Bestimmung Bestimmung der Mengen an zugeführtem PCl3 und Chlor sowie abdestilliertem PCl3 kann in einfacher Weise dafür gesorgt werden, daß das Molverhältnis PC15:PC13 im Kristallbrei, der die erste Stufe verläßt, 1:1 bis 99:1 insbesondere 2,3 bis 99,S, vorzugsweise 2,3 bis betarägt.If the first stage is carried out in such a way that chlorine is used at the same time and phosphorus trichloride to the mixture of phosphorus trichloride and phosphorus pentachloride is added, a molar ratio is generally used for the substances to be added Maintain PCl3: Cl2 from 1: 0.1 to 1: 2 and preferably from 1: 0.2 and 1: 0.999 E is advantageous, if for each period of 60 minutes this ratio is in the specified Limits are fine if only one reaction partner is not added for a long time will. The amount of PCl3 to be added depends above all on it. according to the amount the is removed from the reaction by distillation during the reaction. By determination Determination of the amounts of PCl3 and chlorine fed in as well as PCl3 distilled off can be ensured in a simple manner that the molar ratio PC15: PC13 in the crystal slurry, which leaves the first stage, 1: 1 to 99: 1, in particular 2.3 to 99, S, preferably 2.3 to beta.
Besonders bevorzugt ist es, wenn Phosphortrichlorid und Chlor gleichzeitig und kontinuierlich zugegeben werden.It is particularly preferred if phosphorus trichloride and chlorine at the same time and added continuously.
Gegenstand der Patentanmeldung P 30 08 194.8 ist weiterhin ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Phosphorpentachlorid hoher Reinheit in Form eines rieselfähigen Kristallpulvers durch Umsetzung von Phosphortrichlorid mit Chlor, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in einem gerührten Reaktionsbehälter ein Gemisch aus Phosphorpentachlorid und Phosphortrichlorid vorlegt, auf dessen Oberfläche man Phosphortrichlorid aufgibt, man eine (bezogen auf die zugegebene Menge Phosphortrichlorid) äquimolare Menge Chlor in das Gemisch einleitet, wobei das Gemisch im Temperaturbereich von 0 bis 1500C gehalten wird, man das Reaktionsprodukt in der Nähe der Stelle der Chloreinleitung abzieht und man die im abgezogenen Reaktionsprodukt enthaltene Menge Chlor zusätzlich in das Gemisch einleitet.The subject of patent application P 30 08 194.8 is still a continuous Process for the production of high purity phosphorus pentachloride in the form of a free-flowing crystal powder by reacting phosphorus trichloride with chlorine, which is characterized in that one is in a stirred reaction vessel Mixture of phosphorus pentachloride and phosphorus trichloride presented on its surface one gives up phosphorus trichloride, one (based on the added amount of phosphorus trichloride) introducing equimolar amount of chlorine into the mixture, the mixture in the temperature range from 0 to 1500C is kept, the reaction product in the vicinity of the point of The introduction of chlorine is withdrawn and the amount contained in the withdrawn reaction product is withdrawn Additionally introduces chlorine into the mixture.
Bei dieser besonderen Ausgestaltung der Erfindung gemäß Hauptanmeldung werden die erste und die zweite Reaktionsstufe im gleichen Reaktionsgefäß realisiert.In this particular embodiment of the invention according to the main application the first and the second reaction stage are carried out in the same reaction vessel.
In weiterer Ausgestaltung dieses Verfahrens wurde nun gefunden, daß man auch hier einen Teil des zugegebenen Phosphortrichlorids während oder nach der Reaktion abdestillieren kann, um die Reaktionswärme abzuführen. Diese Ausgestaltung des kontinuierlichen Verfahrens ist also dadurch gekennzeichnet, daß man das Phosphortrichlorid in das Gemisch PC15/PC13 einleitet oder auf dessen Oberfläche gibt, man 1 bis 90 % des kontinuierlich zugegebenen Phosphortrichlorids abdestilliert und die zugegebene Chlormenge äquimolar ist zu dem nicht abdestillierten, kontinuierlich zugegebenen Anteil an Phosphortrichlorid. Wenn die zugegebene Chlormenge nicht äquimolar, sondern geringer ist, so fällt ein unreines Produkt an, das z.B. 2 % Phosphortrichlorid enthält.In a further embodiment of this process it has now been found that one also here part of the added phosphorus trichloride during or after the Can distill off the reaction in order to dissipate the heat of reaction. This design the continuous process is thus characterized in that the phosphorus trichloride Introduce into the mixture PC15 / PC13 or add 1 to 90 on its surface % of the continuously added phosphorus trichloride is distilled off and the added The amount of chlorine is equimolar to that which is not distilled off and is added continuously Content of phosphorus trichloride. If the amount of chlorine added is not equimolar, but is less, an impure product is obtained, e.g. 2% phosphorus trichloride contains.
Das mit dem gebildeten PC15 ausgetragene Chlor wird am besten direkt in den Reaktionsbehälter zurückgeführt. Man kann auch das ausgetragene Chlor analysieren, auf Hypochlorit verarbeiten und eine entsprechende Menge frisches Chlor in den Reaktionsbehälter einführen.The chlorine discharged with the PC15 formed is best carried out directly returned to the reaction vessel. You can also analyze the discharged chlorine, process on hypochlorite and add a corresponding amount of fresh chlorine to the reaction vessel introduce.
Es ist vorteilhaft, wenn bei dieser Variante das vorgelegte Gemisch ein Molverhältnis PCl5:PCl3 von 1:1 bis 999:1, vorzugsweise von 2,3:1 bis 999:1,'inbesondere 2,3 bis 50 aufweist.It is advantageous if, in this variant, the mixture provided a molar ratio PCl5: PCl3 from 1: 1 to 999: 1, preferably from 2.3: 1 to 999: 1, in particular 2.3 to 50.
Das Phosphortrichlorid wird bevorzugt auf die Oberfläche des Reaktionsgemisches (durch Zulaufen, vorzugsweise aber Aufsprühen oder Zutropfen) aufgegeben0 Die Einleitungsstelle für das Chlor sollte tief in den Kristallbrei hineingetragen und möglichst in der Nähe der Stelle sein, wo das Produkt ausgetragen wird.The phosphorus trichloride is preferably applied to the surface of the reaction mixture (by running in, but preferably spraying on or dropping in) abandoned0 The discharge point for the chlorine should be carried deep into the crystal pulp and, if possible, in the Be close to the point where the product is discharged.
Der Reaktionsansatz wird am besten nur so stark gerührt, daß das Phosphortrichlorid eben einge2rbeitet wird. Eine vertikale Durchmischung soll dabei möglichst vermieden werden Bei dieser Verfahrensweise stellt sich im Reaktionsgefäß ein von der Oberfläche des Kristallbreis bis zru Einleitungsstelle des Chlor abnehmendes Konzentrationsgefälle an Phosphortrichlorid ein. Während an der Oberfläche noch Flüssigkeit festgestellt werden kann und Phosphortrichlorid an den kalten Wänden des Reaktors kondensiert, ist der Kristallbrei an der Einleitungsstelle des Chlor vollkommen durchreagiert und trocken Er kann somit kontinuierlich, z.B. mit einer Schnecke, ausgetragen werden.The reaction mixture is best stirred so vigorously that the phosphorus trichloride is just being worked in. Vertical mixing should be avoided as far as possible With this procedure, a surface appears in the reaction vessel of the crystal pulp up to the point of introduction of the chlorine decreasing concentration gradient of phosphorus trichloride. While liquid was still found on the surface can be and phosphorus trichloride condenses on the cold walls of the reactor, the crystal pulp at the point at which the chlorine is introduced has reacted completely and dry It can therefore be discharged continuously, e.g. with a screw.
Der Konzentrationsgradient für Phosphortrichlorid läßt sich am besten aufrechterhalten, wenn der Reaktionsbehälter langgestreckt ist und Chlor und Phosphortrichlorid an den entgegengesetzten Enden des Reaktionsbehälters eingeführt werden. Am besten wird ein rohrförmiger Reaktionsbehälter verwendet, der senkrecht angeordnet ist und bei dem Chlor am unteren Ende eingeleitet wird.The concentration gradient for phosphorus trichloride is best maintained when the reaction vessel is elongated and chlorine and phosphorus trichloride at opposite ends of the reaction vessel. Preferably a tubular reaction vessel is used, which is arranged vertically and with the chlorine is initiated at the lower end.
Auch eine diskontinuierliche Reaktionsführung ist möglich.A batch reaction is also possible.
Die Menge an Phosphorpentachlorid nimmt bei dieser Reaktionsform ständig zu. Kurz vor Beendigung der Reaktion wird ein geringer Chlorüberschuß in das Reaktionsgefäß eingeleitet, um die letzten Reste an Phosphortrichlorid in Phosphorpentachlorid zu überführen, anschließend kann das Produkt ausgetragen werden.The amount of phosphorus pentachloride increases steadily in this form of reaction to. Shortly before the end of the reaction, a slight excess of chlorine is poured into the reaction vessel initiated to the last remnants of phosphorus trichloride in phosphorus pentachloride to be transferred, then the product can be discharged.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert: Beispiel 1 Ein 1,5 l-Doppelmantelgefäß mit Ankerrührer, Destillationsbrücke, Tropftrichter, Gaseinleitung, Thermoelement und Bodenauslaß mit angesetzter Schnecke wird unter Stickstoff-Überlagerung mit 416,5 g (2,0 Mol) Phosphorpentachlorid und 68,7 g (0,50 Mol) Phosphortrichlorid gefüllt. Das Thermoelement und das Gaseinleitungsrohr tauchen tief in den Kristallbrei hinein.The invention is illustrated in more detail by the following examples: example 1 A 1.5 l jacketed vessel with anchor stirrer, distillation bridge, dropping funnel, Gas inlet, thermocouple and bottom outlet with attached screw is under Nitrogen blanketing with 416.5 g (2.0 mol) of phosphorus pentachloride and 68.7 g (0.50 Mole) phosphorus trichloride filled. Immerse the thermocouple and gas inlet tube deep into the crystal pulp.
Der Ausgang der Schnecke ist mit einem zweiten Gefäß verbunden, das mit einem Ankerrührer, Gaseinleitungsrohr und Stickstoffüberleitung versehen ist. Dieses zweite Reaktionsgefäß wird durch die umgebende Luft gekühlt.The exit of the screw is connected to a second vessel, the is provided with an anchor stirrer, gas inlet pipe and nitrogen transfer line. This second reaction vessel is cooled by the surrounding air.
Das Doppelmantelgefäß wird auf 80°C erwärmt und anschließend werden unter Rühren innerhalb 35 Min. 207 g (1,51 Mol) Phosphortrichlorid zugetropft und 96,4 g (1,36 Mol) Chlor in den Kristallbrei eingeleitet.- Gleichzeitig werden 79 g (0,57 Mol) PC13 abdestilliert.The jacketed vessel is heated to 80 ° C and then be 207 g (1.51 mol) of phosphorus trichloride were added dropwise with stirring over the course of 35 minutes and 96.4 g (1.36 mol) of chlorine are introduced into the crystal sludge. At the same time, 79 g (0.57 mol) of PC13 distilled off.
10 Min. nach Beginn der Chloreinleitung beträgt das Molverhältnis PCl5': : PC13Xetwa 5 d 1. Das Produkt wird 10 Minuten nach Beginn der PC13/C12-Einleitung mit der Schnecke kontinuierlich in das zweite Reaktionsgefäß ausgetragen. In diesem Gefäß wird eine Chloratmosphäre aufrecht erhalten Das im Kristallbrei vorhandene restliche Phosphortrichlorid reagiert mit dem Chlor sofort nach Austritt aus der Schnecke und rieselt in das zweite Reaktionsgefäß wo es unter Rühren durch die das Gefäß umgebende Luft abgekühlt wird. Man erhält 702 g (3,37 Mol) rieselfähiges, kristallines weißes bis heilgeibes Phosphorpentachlorid.The molar ratio is 10 minutes after the introduction of chlorine has started PCl5 ':: PC13Xabout 5 d 1. The product is 10 minutes after the start of the PC13 / C12 initiation continuously discharged into the second reaction vessel with the screw. In this A chlorine atmosphere is maintained in the vessel remaining phosphorus trichloride reacts with the chlorine immediately after leaving the Snail and trickles into the second reaction vessel where it is stirred through the The air surrounding the vessel is cooled. 702 g (3.37 mol) of free-flowing, crystalline white to medicinal phosphorus pentachloride.
*) des Gefäßinhaltes im Mittel Beispiel-2 Die Versuchsapparatur entspricht etwa der von Beispiel 1, jedoch enthält das zweite Reaktionsgefäß (Vorlage) kein Gaseinleitrohr und keinen Rührer.*) of the vessel content on average Example-2 The experimental apparatus corresponds roughly to that of example 1, but the second reaction vessel (template) contains no gas inlet pipe and no stirrer.
Das Doppelmantelgefäß wird mit 416,5 g (2,0 Mol) Phosphorpentachlorid gefüllt und auf 800C erwärmt. Danach werden 13,7 g (0,1 Mol) Phosphortrichlorid unt)gleichzeitig innerhalb 30 Min. 275 g (2,0 Mol) PC13 sowie 106 g (1,5 Mol) C12 zugegeben. Das Gaseinleitungsrohr endet in Nähe des Bodenablasses. Während der Reaktion wird gleichzeitig vom Boden des Doppelmantelgefäßes mit Hilfe der Schnecke Produkt ausgetragen, so daß der Stand der Füllung im Doppelmantelgefäß auf gleichem Niveau bleibt. Das Produkt rieselt aus der Schnecke trocken in die Vorlage. Zur Beendigung der Reaktion wird die Zugabe von PC13 beendet. Ferner werden 15 g (0,21 Mol) Chlor in das Doppelmantelgefäß eingeleitet.The jacketed vessel is filled with 416.5 g (2.0 mol) of phosphorus pentachloride filled and heated to 800C. Then 13.7 g (0.1 mol) of phosphorus trichloride unt) at the same time within 30 min. 275 g (2.0 mol) PC13 and 106 g (1.5 mol) C12 admitted. The gas inlet pipe ends near the bottom outlet. During the reaction is simultaneously product from the bottom of the jacketed vessel with the help of the screw discharged so that the level of the filling in the jacketed vessel is at the same level remain. The product trickles dry from the screw into the template. To end the addition of PC13 is stopped during the reaction. In addition, 15 g (0.21 mol) of chlorine are added introduced into the jacketed vessel.
Das Produkt wird. in die Vorlage überführt.The product will. transferred to the template.
Man erhält insgesamt 763 g (3,66 Mol) kristallines weißes bis hellgelbes Phosphorpentachlorid, das praktisch frei von Chlor ist. Während der Reaktion werden 63 g (0,46 Mol) Phosphortrichloridabdestilliert.A total of 763 g (3.66 mol) of crystalline white to pale yellow are obtained Phosphorus pentachloride, which is practically free of chlorine. During the reaction will be 63 g (0.46 mol) of phosphorus trichloride distilled off.
*) anschließend*) afterward
Claims (3)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0816287A1 (en) * | 1996-06-26 | 1998-01-07 | Solvay Fluor und Derivate GmbH | Preparation of anorganic pentafluorides |
-
1981
- 1981-07-25 DE DE19813129373 patent/DE3129373A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0816287A1 (en) * | 1996-06-26 | 1998-01-07 | Solvay Fluor und Derivate GmbH | Preparation of anorganic pentafluorides |
| US6645451B1 (en) | 1996-06-26 | 2003-11-11 | Solvay Fluor Und Derivate Gmbh | Method of preparing inorganic pentafluorides |
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