PL83614B1

PL83614B1 -

Info

Publication number: PL83614B1
Application number: PL1972154829A
Authority: PL
Priority date: 1971-04-28
Filing date: 1972-04-19
Publication date: 1975-12-31
Also published as: ES402218A1; FR2134588B1; IE36292B1; BR7202595D0; CH587784A5; IE36292L; FR2134588A1; ZA722562B; GB1370641A; SE374084B; RO62427A; CA959237A; BE782531A; NO133490B; AU4155472A; CS155115B2; NL7205572A; DK131984C; DK131984B; AU452356B2

Description

Uprawniony z patentu: Imperial Chemical Industries Ltd., Londyn (Wiel¬ ka Brytania) Sposób wytwarzania rozpuszczalnych w wodzie kompleksowych fosforanów glinu zawierajacych chlorowiec oraz wode chemicznie zwiazana, w postaci stalej Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia rozpuszczalnych w wodzie kompleksowych fos¬ foranów glinu zawierajacych chlorowiec oraz wo¬ de chemicznie zwiazana w postaci stalej.Opisano juz, co jest przedmiotem innych zglo- 5 szen patentowych, sposób wytwarzania komplekso¬ wych fosforanów glinu zawierajacych chlorowiec i wode chemicznie zwiazana, majacych zastosowanie w postaci roztworów wodnych jako srodki wiaza¬ ce substancje stale, zwlaszcza ognioodporne. W 10 jednej metodzie zwiazki te sa otrzymywane w po¬ staci stalej przez krystalizacje ich z roztworów wodnych. W metodzie tej proces krystalizacji jest trudny do zapoczatkowania i moze trwac dnie, a nawet tygodnie. Ponadto aparatura do krystalizacji 15 wymaga specjalnie odpornego tworzywa ze wzgledu na bardzo korozyjne dzialanie kwasnego roztworu.W drugiej metodzie powyzsze kompleksowe zwiazki fosforanowe w postaci stalej sa otrzymy¬ wane przez hydrolize analogów zawierajacych che- 20 micznie zwiazany etanol. W tym sposobie proces prowadzi sie w dwóch etapach, w pierwszym eta¬ pie wytwarza sie kompleks zawierajacy etanol, w drugim prowadzi sie hydrolize otrzymanego zwiaz¬ ku kompleksowego. 25 Stwierdzono, ze pewne z powyzszych komplekso¬ wych fcsforanów glinu mozna wytwarzac jedno- etapowo przez poddanie reakcji uwodnionego orto- fosforanu glinu z chlorowodorem, bromowodorem lub jodowodorem. 30 Sposób wedlug wynalazku wytwarzania rozpusz¬ czalnych w wodzie kompleksowych fosforanów gli¬ nu zawierajacych chlorowiec oraz wode chemicznie zwiazana w postaci stalej polega na tym, ze wo- dzian ortofosforanu glinu poddaje sie dzialaniu chlorowodoru, bromowodoru lub jodowodoru.Stosowanie chlorowodoru jest najbardziej odpo¬ wiednie ze wzgledu na jego latwa dostepnosc oraz szczególna uzytecznosc wytworzonego zwiazku.Halogenek wodoru mozna stosowac w postaci cieklej lub gazowej, jednak chlorowodór korzystnie stosuje sie w postaci gazowej, poniewaz gazowy chlorowodór latwo reaguje z wodzianem ortofos¬ foranu glinu w temperaturze pokojowej i pod cis¬ nieniem atmosferycznym.Reakcje korzystnie prowadzi sie w temperaturze nie przekraczajacej 100°C, zwlaszcza nie wyzszej niz 50°C, np. w temperaturze 15—50°C, chociaz równiez moze byc stosowana nizsza temperatura, jednak dogodnie jest stosowac temperature proce¬ su w granicach 30^40°C, utrzymujac ustalona tem¬ perature reakcji przez ogrzewanie lub chlodzenie mieszaniny reakcyjnej. Reakcja wodzianu ortofos¬ foranu glinu z gazowym chlorowodorem jest egzo¬ termiczna i dogodnie jest utrzymywac ustalona temperature reakcji przez kontrolowanie szybkosci wprowadzanego chlorowodoru do mieszaniny reak¬ cyjnej.Jezeli halogenek wodoru wystepuje w postaci gazowej dogodnie jest stosowac go w postaci roz- 83 61463 314 3 cienczonej gazem obojetnym, np. azotem lub po¬ wietrzem, szczególnie w przypadku duzego wydzie¬ lania sie ciepla podczas reakcji. Korzystnie stosuje sie mieszanine gazowa zawierajaca 5—50% obje¬ tosciowych, zwlaszcza okolo 10% gazu obojetnego, zazwyfclaj afbtli. W procesie prowadzonym korzyst¬ nie w reaktorze ze zlozem fluidalnym stezenie chlo¬ rowodoru w mieszaninie z obojetnym gazem roz¬ cienczajacym utrzymuje sie na wyzszym gózlomie.Proces mozna prowadzic w warunkach dowolne¬ go cisnienia, przy czym cisnienie powyzej atmosfe¬ rycznego jest szczególnie wskazfihe jar^ stosowaniu do reakcji bromowpdoru lub jodowodoru, np. do okolb 20 atmosfer, a nawet wyzej. Jezeli haloge¬ nek wodoru stosowany jest w postaci cieklej, WóW*- czas na ogól jest niezbedne stosowanie wyzszego cisnienia.Ortofosforan glinu powinien byc hydratem có najmniej dwuwodnym, korzystnie powinien zawie¬ rac w czasteczce 2,5—4 czasteczki wody, zwlaszcza 3 czasteczki. Taki uwodniony ortofosforan glinu o- trzymuje sie znanym sposobem przez poddanie re¬ akcji siarczanu glinu z fosforanem sodu, odsacze¬ nie osadu i wysuszenie. W praktyce dokladna za¬ wartosc trzech wód w czasteczce ortofosforanu gli¬ nu moze ulegac pewnym odchyleniom, lecz w spo¬ sobie wedlug wynalazku korzystnie stosuje sie or¬ tofosforan glinu zawierajacy wode zwiazana w ilos¬ ci 2,7—3,3 moli/mol, oznaczMa "prlfcz gfrateitte.Uwodniony ortbfosfotf&n gllhii kofi#fethie ste&ije sie w postaci subtelnie refedrobnionej w celu po¬ lepszenia kontaktu z reagujacym gazem, i podczas procesu miesza sie energicznie, przy czym zarówno reagenty jak i gaz rozcienczajacy powinny byc poz¬ bawione wilgoci. t^óces mozna prowadzic w kazdej aparaturze zapewniajacej dostateczny kontakt reagentów, np. w cylindrycznym reaktofze obrotowym, majacym jeclna lub kilka jprzegrod umocowanych do scianek wewnatrz reaktora, obracajacym sie wokól osi pó- zfóhiej Tub korzystniej wokól osi lekko nachylonej w stosunku do osi poziomej, w celu umozliwienia przesuwania sie* w sposób ciagly czastek uwodnio¬ nego tofófosforanu glinu wzdluz reaktora. Mozna równiez stosowac reaktor staly zawierajacy mie¬ szadlo lopatkowe lub srubowe, a przede wszystkim reaktor fluidyzacyjny.W metodzie tej rozdrobnione czastki stale ulega¬ ja fluidyzacji w reagencie gazowym lub w jego mie¬ szaninie z gazem obojetnym, np. azotem. W proce¬ sie tym mozna korzystnie stosowac dodatkowo mie¬ szanie w celu zapobiegania tworzeniu sie kanali¬ ków przeplywowych dla wprowadzanego gazu do zloza fluidalnego. Tworzywo reaktora i wyposaze¬ nia powinny byc odporne na korozyjne dzialanie stosowanego gazowego reagenta. Gazy odprowadza¬ ne z reaktora moga byc zawracane do obiegu.Wynaiazek objasniaja, nie ograniczajac jego za¬ kresu, nastepujace przyklady.Przyklad i. W cylindrycznym szklanym re¬ aktorze, wyposazonym u podstawy w przewód wlo¬ towy zakonczony plytka ze szkla spiekanego do wprowadzania suchej mieszaniny azotu i chlorowo¬ doru, umieszczono i 00 g sproszkowanego trójwod- 4 nego ortofosforanu glinowego. Azdt doprowadzano ze stala szybkoscia wynoszaca 200 1/godz. Uchodza¬ ce gazy z reaktora odprowadzano do atmosfery.Mieszanine reakcyjna mieszano za pomoca miesza- 5 dla lopatkowego umieszczonego wspólosiowo w re¬ aktorze, przy czyni reakcja prowadzono w tempe¬ raturze w granicy 35—40°ó przez regulowanie ste¬ zenia chlorowodoru w mieszaninie z azotem. Po¬ czatkowo, w ciagu 15 minilt chlorowodór wprowa- 10 dzano z szybkoscia 7 1/godz. poczym szybkosc prze¬ plywu zwiekszono do 15 1/Jodz. £o uplywie 39 mintit szybkosc przeplywu chlo¬ rowodoru zwiekszono do 20 1/godz. i przeplyw ga¬ zów utrzymywano na tym poziomie w ciagu 30 15 minut, nastepnie zatrzymano doplyw azotu i szyb¬ kosc przeplywu chlorowodoru zwiekszono do 30 1/godz. Po uplywie 10 minut temperatura zaczela opadac i ^ófcliyw chlorowodoru zatrzymano. Z re¬ aktora usunieto produkt reakcji, stanowiacy bialy 20 proszek i poddano analizie.Analiza elementarna wykazala nastepujace sklad¬ niki produktu reakcji w %% wagowych: Al 12,2; PO| 42,3; Cl ie,8; HgO 24,7. Otrzymanym wynikom analizy odpowiada wzór sumaryczny A1PC1H707, 25 * który mozna przedstawic jako zwiazek o wzorze A1P04.HCI.3H20.Róznicowa analiza termiczna w atmosferze azo¬ tu poddanej badaniu próbki otrzymanego zwiazku wy&fesala endoternllczlie przemiany fazowe pod 30 WplyWfera ogrzewania w iaMesie temperatury 20— —-400°G, przy czym rozklad z pobraniem ciepla rozpoczynal sie w temperaturze 90—100°C i kon¬ czyl sie w temperaturze 190—200°C, przy maksi¬ mum rozkladu w temperaturze 148—152°C. 3 Analiza tefmograwimetryczna w atmosferze azo¬ tu wykazala znaczny ubytek ciezaru rozpoczyna¬ jacy sie w temperaturze 5DDC i konczacy sie w tem¬ peraturze 2Ó0°C.Widmo absorpcyjne w podczerwieni wykazalo glówne pasma o odpowiednim nasileniu przy na¬ stepujacych liczbach falowych wyrazonych w od- wróthoSciach centymetrów: 3300 mocne, ^450 bardzo slabe, 1635 srednio mocne, 1150 mocne, &z5 slabe, BS0 srednie. 45 - Otrzymany zwiazek byl rozpuszczalny w wodzie i byl uzyteczny jako srodek wiazacy.Przyklad li. !Do probówki umieszczonej w autoklawie wprowadzono 5 g trójwodnego fosfora¬ nu glinowego i po zamknieciu autoklawu wprowa¬ dzono bromowódÓr pod cisnieniem 20 atmosfer w temperaturze !24°C. Stale cisnienie bromowodoru utrzymywano w ciagu 1 godziny, po czym cisnie¬ nie w autoklawie wyrównano z cisnieniem atmosfe¬ rycznym i pozostaly bromowedór usunieto.Otrzymano lekko brunatny staly produkt roz¬ puszczalny w wodzie, uzyteczny jako srodek wia¬ zacy, przy czym stosunek zawartosci glinu do bro¬ mu w otrzymanym produkcie wynosil jak 1:1,2. w Przyklad III. Do rury o srednicy okolo 50 mm wprowadzono 200 g sproszkowanego trójwod- nego ortofosforanu glinowego i poddano fluidyzacji w ciagu 2 godzin przez wprowadzanie dnem rury mieszaniny azotu i chlorowodoru z predkoscia 60 65 1/godz., o stopniowo wzrastajacym stezeniu chloro-5 wodoru w mieszaninie gazowej od 5% do 50% ob¬ jetosciowych, po czym zatrzymano doplyw azotu i przepuszczano sam chlorowodór- z predkoscia 30 1/godz., w ciagu 15 minut. Otrzymano bialy staly produkt rozpuszczalny w wodzie, odpowiadajacy zwiazkowi o wzorze A1P04.HC1.2,9H20.Przyklad IV. Wykonano kilka prób w spo¬ sób jak opisano w przykladzie III stosujac próbki trójwodnego fosforanu glinowego, w których za¬ wartosc wody oznaczono bezposrednio przed pod¬ daniem ich reakcji z chlorowodorem, przez zmie¬ rzenie ubytku wody po prazeniu w temperaturze 100°C. Stwierdzono, ze ilosc przereagowanego chlo¬ rowodoru dokladnie zalezy od zawartosci wody zwiazanej w badanym zwiazku. Uzyskane wyniki przedstawiono w zalaczonej tablicy.Tablica Ubytek wody po prazeniu * 36,0 30,7 27,2 Wartosc w AlP04.x H20 3,8 3,0 2,5 Zawartosc Cl w otrzymanym zwiazku % 19,8 16,7 14,1 Wartosc y w A1P04. xH20.yHCl 1,3 1,0 0,8 W kazdym przypadku otrzymany produkt byl rozpuszczalny w wodzie, przy czym rozpuszczalnosc produktu malala w miare zmniejszenia sie zawar¬ tosci chloru w czasteczce.I 614 6 PL PL

Claims

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania rozpuszczalnych w wodzie kompleksowych fosforanów glinu zawierajacych 5 chlorowiec oraz wode chemicznie zwiazana, w po¬ staci stalej, znamienny tym, ze wodzian ortofosfo- ranu glinu poddaje sie dzialaniu chlorowodoru, bromowodoru lub jodowodoru.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze io halogenek wodoru stosuje sie w postaci gazowej.

3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze stosuje sie halogenek wodoru rozcienczony gazem obojetnym.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 15 stosuje wodzian ortofosforanu glinu o wzorze AlP04.xH20, w którym x oznacza wartosc liczbo-* wa 2,7—3,3.

5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze na wodzian ortofosforanu glinu dziala sie halogenkiem 20 wodoru w temperaturze 0—50°C, korzystnie 30— —40°C.

6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze na wodzian ortofosforanu glinu dziala sie halogenkiem wodoru pod cisnieniem atmosferycznym lub pod- 25 wyzszonym.

7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie wodzian ortofosforanu glinu w postaci subtelnie rozdrobnionej.

8. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze 30 stosuje sie wodzian ortofosforanu glinu w postaci zloza fluidalnego. • PL PL