DE878489C

DE878489C - Verfahren zur Herstellung von Phosphortrichlorid

Info

Publication number: DE878489C
Application number: DEE1978A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr Schmidt; Wolfgang Dr Teske
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1950-08-21
Filing date: 1950-08-22
Publication date: 1953-06-05

Description

Verfahren zur Herstellung von Phosphortrichlorid Die bisher verwendeten Verfahren zur Herstellung von Phosphortrichlorid haben im wesentlichen die in der älteren Literatur angegebenen Verfahren übernommen. Hierbei wird die Chlorierung innerhalb des sich bildenden, den zu chlorierenden Phosphor gelöst enthaltenden und einenPhosphorv orrat überschichtenden Phosphortrichlorids durchgeführt, wobei das Trichlorid nach Maßgabe seiner Bildung vermittels der Reaktionswärme abdestilliert.
Es liegen also mindestens drei Phasen vor, nämlich Phosphor, Trichlorid und die Gasphase, wobei zuweilen als unerwünschte vierte Phase auch festes Pentachlorid auftreten kann.
Die Kapazität der Apparaturen ist in erster Linie durch die Frage der Wärmeabfuhr begrenzt. Nach 2 P -f- 3 C12- 2 PC13 fl. -!- 2 . 76 Kcal bzw. 2 PC13 gasf. -I- 2 - 69 Kcal entsteht eine erhebliche Reaktionswärme, die, durch das Verdampfen des Trichlorids ersichtlich, nicht viel geringer wird. Die für eine größere Produktion notwendigen größeren Reaktionsmassen ergeben große Wärmekapazitäten, aus :denen eine geregelte Wärmeabfuhr schwierig ist.
Außerdem schließen die großen Mengen an geschmolzenem heißem Phosphor und an mit Phosphor gesättigtem heißem Trichlorid Gefahrenmomente ein.
Die Praxis hat ferner gezeigt, daß es trotz aller Vorsichtsma,ßnahmeni zu örtlichen C-bc:rchlorierungen kommen kann, bei denen sich Pentachlorid bildet. Dieses ist in Trichlorild unlöslich und bildet, da es erst bei i63° schmilzt, feste Klumpen, welche beim Zusammentreffen mit Phosphor heftig reagieren. Für eine kontinuierliche Ausbildung dieses Verfahrens stellt diese nicht mit Sicherheit zu kontrollierende Bildung von Pentachlorid ein erhebliches Hindernis dar.
Es wurde nunc gefunden, daß man Phosphortrichlorid in glatter Weise ohne die oben geschilderten Nachteile herstellen kann, wenn man Chlor, zweckmäßig im kontinuierlichen Strom, in geschmolzenen überschüssigen Phosphor unter Aufrechterhaltung solcher Temperaturen einleitet, daß das Phosphortrichlorid dampfförmig anfällt und in diesem Zustand bis zum Verlassen des Reaktionsraumes verbleibt. Hierbei ist flüssiges Trichlorid gar nicht zugegen, da das entstandene Phospho.rtrichlorid steinen Entstehungsort im Phosphor sowie den Reaktionsraum als Dampf verläßt. Man arbeitet also nur noch in zwei Phasen, nämlich dem schmelzflüssigen Phosphor und,der Dampfphase.
Während in der bisher maßgebenden, übrigens auch in Ullmanns Enzyklopädie als Vorbild für die bisherigen Verfahren angeführten Vorschrift von Milob.edzki und Friedmann ausdrücklich gesagt _ ist, daß das Chloreinleitungsrohr den Phosphor nicht berühren soll, zeigte es sich, daß man ohne Schwierigkeiten das Chlor direkt -in den geschmolzenen Phosphor weit unter dessen Oberfläche einleiten kann. Hiermit ist der wichtigen Forderung Genüge getan, .daß der Phosphor stets gegenüber dem Chlor im Überschuß vorhanden ist und so eine der kontinuierlichen Durohführunig des Verfahrens früher entgegenstehende Bildung von Pentachlorid mit Sicherheit vermieden wird.
Es wurde ferner gefunden, daß man die unmittelbare Chlorierun@g des Phosphors besonders vorteilhaft derart durchführt, daß einerseits das Chlor einen möglichst langen Reaktionsweg im Phosphor findet und anschließend das gebildete dampfförmige Phosphorrtrichlorid durch Phosphor von über 750 Temperatur gewaschen wird. Die abziehenden Dämpfe von Phosphorbrichlorid können zweckmäßigerweise ihrerseits in einem Dephlegmator von Phosphordampf und sonstigen Verunreinigungen durch Waschen mit reinem kondensiertem Phosphortrichlorid befreit werden.
Es .ist vorteilhaft, den Phosphor an der Reaktionsstelle durch eine während des Betriebes herbeigeführte Zirkulation dauernd zu erneuern, wodurch eine gewisse Kühlurig dieser Reaktionsstelle eintritt. Auch erfolgt zweckmäßigerweise die kontinuierliche Zugabe von frischem Phosphor getrennt von der eigentlichen Reaktionsstelle.
Zur Erzielung dieser erfindungsgemäßen Bedingungen wird beispielsweise die Reaktion in der aus der Zeichnung ersichtlichen ringförmigen Apparatur ausgeführt.
Chlor tritt bei 3 in das mit geschmolzenem Phosphor von 8o° gefüllte Rohr i ein. Es steigt unter exathermer Umwandlung in Phosphortriohlorid hoch, wodurch ein Emulsions- und Thermosyphoneffekt entsteht, der der Phosphorsäule im linken Schenkel des Rohres einen starken Auftrieb gibt. Hierdurch gelangt an, die Reaktionsstelle 3 ständig neuer, gleich temperierter Phosphor, während sich das dampf förmwge Phosphor[trichlorid bei 4 von der Phosphorischmelze trennt. Diese kehrt durch den rechten Schenkel an die Reaktionsstelle zurück, wobei gleichzeitig bei 2 der durch die Reaktion verbrauchte Phosphor ersetzt wird. Das ganze Reaktionsrohr wird zweckmäßigerweise in einem Kühlbad untergebracht Die Reaktionswärme kann aber auch ganz oder teilweise dadurch abgeführt werden, daß man flüssiges Phosphortrichlorid unter Verdampfung desselben in Kontakt mit den geschmolzenen Phosphor treten läßt.
Da man die bei 4 abziehenden Phosphortrichloriddämpfe zur Entfernung von Verunreinigungen:, w vie Phosphor, tee.rvgen Bestandteilen usw., zweckmäßigerweise in einem anschließenden Dephlegmator mit flüssigem Phosphortrichlorid wäscht, welches man aus der Kondensation rückführt, so kann man dieses Phosphortrichlorid gleichzeitig zur Kühlung des Phosphors unter Wiederverdampfung verwenden, indem man es auf dessen Oberfläche: bei q. auffließen Mt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Phosphortrichlorid, dadurch gekennzeichnet, .daß man in überschüssigengeschmolzenenPhosphorChlor unter Aufrechterhaltung solcher Temperaturen einleitet, daß das, Phosphortrichlorid dampfförmig anfällt und in diesem Zustand bis zum Verlassen des Reaktionsraumes verbleibt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, .daß man[ Chlor in kontinuierlichem Strome unmittelbar in kontinuierlich oder diskontinuierlich zugeführten, überschüssigen Phosphor leifiat und das sich bildende Phosphortrichlorid kontinuierlich dampfförmig aus dem Reaktionsgefäß abführt.
3. Verfahren nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der schmelzflüssige Phosphor unter dem Einfluß des Gasstromes und der Thermosyphonwirkung der Reaktionswarme innerhalb eines. geschlossenen[ Reaktionssystems zirkuliert.
4. Verfahren nach Ansprüchen i bis 3, da-,durch gekennzeichnet, daß die innerhalb des Phosphors befindliche Reaktionsstelle durch Heranführen von kälterem Phosphor gekühlt wird.
5. Verfahren nach Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, @daß, ein, Teil der Reaktionswärme durch die.Einführung von flüssigem Phosphortrichlorid in den Reaktionsraum abgeführt wird.
6. Verfahren nach Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die abziehenden Phosphortrichloriddämpfe mit reinem PhQsphortrichlorid gewaschen werden.
7. Verfahren nach Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kontinuierliche Zugabe von frischem Phosphor getrennt von -der Reaktionsstelle erfolgt. B. Verfahren; nach Ansprüchen i bis- 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Durchführung des Verfahrens ein ringförmig ausgebildetes Reaktionsgefäß verwendet wird.