RU2177910C1 - Method of preparing anhydrous iron (ii) chloride containing blend - Google Patents

Method of preparing anhydrous iron (ii) chloride containing blend Download PDF

Info

Publication number
RU2177910C1
RU2177910C1 RU2001108237/12A RU2001108237A RU2177910C1 RU 2177910 C1 RU2177910 C1 RU 2177910C1 RU 2001108237/12 A RU2001108237/12 A RU 2001108237/12A RU 2001108237 A RU2001108237 A RU 2001108237A RU 2177910 C1 RU2177910 C1 RU 2177910C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chloride
iron
mixture
fecl
iii
Prior art date
Application number
RU2001108237/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Н. Калинин
Е.С. Мортиков
А.Б. Пономарев
В.Н. Хандожко
В.П. Юрин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "СИНТОН"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "СИНТОН" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "СИНТОН"
Priority to RU2001108237/12A priority Critical patent/RU2177910C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2177910C1 publication Critical patent/RU2177910C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry, more particularly organic and organometallic compounds. SUBSTANCE: device provided with stirrer and cooling jacket is charged with mixture of iron (III) chloride, aluminium powder and inert material, e. g. activated carbon, Al2O3 or SiO2 at weight ratio of 100.0: (4.0-6.0): (4.0-7.0) of said components, and the whole is agitated till homogeneous mixture is formed. Mixture is thermally initiated with red hot nichrome spiral or thermal match. Process then occurs authomatically and heat is liberated to prepare anhydrous iron II chloride-containing blend which comprises, wt %: FeCl2; 82.0-84.4; FeCl3, 0.0-1.5; AlCl3, 6.3-8.9; and inert material, 7.6-9.3. Blend is used without additional treatment. Yield of ferrocene is increased to 84% and yield of dicyclopentadiene up to 85.75% of theoretical amount. EFFECT: simplified method and reduced process temperature. 2 cl, 7 ex, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к химической технологии, в частности к получению безводного хлорида железа (II), и может быть использовано в процессах получения органических и металлоорганических соединений, например, для мономеризации дициклопентадиена и получения ферроцена. The invention relates to chemical technology, in particular to the production of anhydrous iron (II) chloride, and can be used in the processes of producing organic and organometallic compounds, for example, for the monomerization of dicyclopentadiene and the production of ferrocene.

Общеизвестны способы получения хлорида железа (II) (FeCl2), в которых реализуются следующие реакции:
Fe+2НСl(разб. )9-->FeCl22; (1)
FeO+2НСl(разб. )-->FeCl22O; (2)
Fe(OH)2+2НСl (разб. )-->FeCl2+2Н2O; (3)
2FеСl3+2Н20+S02-->FeCl2+H2SO4+2НСl; (4)
2FеСl3+Fe-->3FеСl2; (5)
2FеСl3+2KI-->2FeCl2+I2+2КCl; (6)
В этих способах для получения безводного хлорида железа (II) следующей стадией процесса является выпарка воды и дегидратация в токе инертного газа при температуре выше 230oС.
Well-known methods for producing iron (II) chloride (FeCl 2 ), in which the following reactions are realized:
Fe + 2CHl (decomp.) 9 -> FeCl 2 + H 2 ; (1)
FeO + 2НСl (decomp.) -> FeCl 2 + Н 2 O; (2)
Fe (OH) 2 + 2HCl (decomp.) -> FeCl 2 + 2H 2 O; (3)
2 FeCl 3 + 2H 2 0 + S0 2 -> FeCl 2 + H 2 SO 4 + 2HCl; (4)
2 FeCl 3 + Fe -> 3 FeCl 2 ; (5)
2FeCl 3 + 2KI -> 2FeCl 2 + I 2 + 2KCl; (6)
In these methods, to obtain anhydrous iron (II) chloride, the next stage of the process is the evaporation of water and dehydration in an inert gas stream at a temperature above 230 o C.

Использование неводных растворителей, например тетрагидрофурана, несколько упрощает процесс, но связано с применением токсичных и пожароопасных веществ, что ограничивает их применение. The use of non-aqueous solvents, for example tetrahydrofuran, somewhat simplifies the process, but is associated with the use of toxic and flammable substances, which limits their use.

Непосредственно получить безводный хлорид железа (II) можно реализацией следующих реакций:
2FеСl32-->2FeCl2+2НСl (Т= 250-300oС); (7)
2FеСl3+2H2S-->FeS2+FeCl2+4HCl; (8)
Fe+2HCl-->FeCl2+H2 (Т= 500oС). (9)
В способах 7-9 необходимо создание высоких температур, значителен расход энергии, а применение токсичных и пожароопасных реагентов (Н2, H2S, НСl) влечет за собой определенные трудности при их промышленном использовании (Р. А. Лидин, В. А. Молочко, Л. Л. Андреева. Химические свойства неорганических веществ, 11 редакция, М. : Химия, 1997).
Anhydrous iron (II) chloride can be directly obtained by the implementation of the following reactions:
2FeCl 3 + H 2 -> 2FeCl 2 + 2HCl (T = 250-300 ° C); (7)
2 FeCl 3 + 2H 2 S -> FeS 2 + FeCl 2 + 4HCl; (8)
Fe + 2HCl -> FeCl 2 + H 2 (Т = 500 o С). (9)
In methods 7-9 it is necessary to create high temperatures, significant energy consumption, and the use of toxic and fire hazardous reagents (Н 2 , H 2 S, НСl) entails certain difficulties in their industrial use (R. A. Lidin, V. A. Molochko, L. L. Andreeva. Chemical properties of inorganic substances, 11 edition, M.: Chemistry, 1997).

Известен способ получения безводного хлорида железа (II), в основном применяемый для мономеризации дициклопентадиена, путем взаимодействия хлорида железа (III) с хлорбензолом при температуре 135-140oС в токе азота в течение 5-6 часов. Хлорид железа (II) отфильтровывают, промывают бензолом и сушат (М. Е. Позин. Технология минеральных солей, удобрений, пестицидов, промышленных солей, окислов кислот. Часть I. Л. : Химия, 1974).A known method of producing anhydrous iron (II) chloride, mainly used for monomerization of dicyclopentadiene, by reacting iron (III) chloride with chlorobenzene at a temperature of 135-140 o C in a stream of nitrogen for 5-6 hours. Iron (II) chloride is filtered off, washed with benzene and dried (M.E. Pozin. Technology of mineral salts, fertilizers, pesticides, industrial salts, acid oxides. Part I. L.: Chemistry, 1974).

Этот способ сопряжен с использованием токсичного и пожароопасного хлорбензола, а также с необходимостью утилизации образующихся дихлорбензолов и хлористого водорода. Кроме того, этот способ энергоемок, значительны отходы производства, а использование дорогостоящих реагентов увеличивает себестоимость продуктов последующих процессов. This method involves the use of toxic and flammable chlorobenzene, as well as the need for disposal of the resulting dichlorobenzenes and hydrogen chloride. In addition, this method is energy-intensive, significant production waste, and the use of expensive reagents increases the cost of products of subsequent processes.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения безводного хлорида железа (II), используемого в последующем в виде полученной шихты в реакции синтеза ферроцена, путем прямого дехлорирования хлорида железа (III) при температуре не ниже 500oС в течение 2-3 часов. Нагревание и охлаждение шихты ведется в токе азота при постоянном перемешивании шихты. Выделяющийся при этом хлор улавливают щелочью.Closest to the claimed is a method for producing anhydrous iron (II) chloride, used subsequently in the form of the obtained mixture in the reaction of synthesis of ferrocene, by direct dechlorination of iron (III) chloride at a temperature of at least 500 o C for 2-3 hours. Heating and cooling the mixture is carried out in a stream of nitrogen with constant mixing of the mixture. The chlorine released during this is trapped by alkali.

Полученная шихта содержит до 5-10% хлорида железа (III). (Р. А. Лидин, В. А. Молочко, Л. Л. Андреева. Химические свойства неорганических веществ, 11 ред. , М. : Химия, 1997, стр. 420). Недостатком известного способа является его чрезвычайная энергоемкость и необходимость утилизации выделяющегося хлора. The resulting mixture contains up to 5-10% of iron (III) chloride. (R. A. Lidin, V. A. Molochko, L. L. Andreeva. Chemical properties of inorganic substances, 11 ed., M.: Chemistry, 1997, p. 420). The disadvantage of this method is its extreme energy intensity and the need for disposal of the released chlorine.

Задачей настоящего изобретения является упрощение способа получения хлорид железа (II) за счет снижения температуры процесса и энергозатрат. The objective of the present invention is to simplify the method of producing iron (II) chloride by reducing the process temperature and energy consumption.

Второй задачей изобретения является получение безводного хлорида железа (II), который без дополнительной обработки можно использовать в дальнейших процессах синтеза ферроцена и мономеризации дициклопентадиена. The second objective of the invention is to obtain anhydrous iron (II) chloride, which without further processing can be used in further processes of the synthesis of ferrocene and monomerization of dicyclopentadiene.

Поставленная задача решается тем, что безводную хлорид железа (II)-содержащую шихту получают дехлорированием хлорида железа (III) в присутствии алюминиевого порошка и инертного материала, взятых в соотношении 100: 4-6: 4-7 (мас. ч. ), соответственно, а процесс ведут в токе азота термическим инициированием названной смеси. The problem is solved in that anhydrous iron (II) chloride-containing mixture is obtained by dechlorination of iron (III) chloride in the presence of aluminum powder and inert material, taken in a ratio of 100: 4-6: 4-7 (wt.), Respectively , and the process is conducted in a stream of nitrogen by thermal initiation of the said mixture.

В качестве инертного материала используют активированный уголь, оксид алюминия, оксид кремния. As an inert material, activated carbon, alumina, silica are used.

В заявленном способе реализуются следующие реакции:
3FеСl3+Аl-->3FeCl2+АlСl3; (10)
2FеСl3-->2FeCl2+Cl2; (11)
2Аl+2Cl2-->2АlСl3, (12)
причем реакции 10, 12 идут с выделением тепла, а реакция 11 - с его поглощением. Тепла, выделяемого в реакциях 10, 12, достаточно для проведения реакции 11 и возгонки образующегося хлорида алюминия (III).
In the claimed method, the following reactions are implemented:
3FeCl 3 + Al -> 3FeCl 2 + AlCl 3 ; (10)
2FeCl 3 -> 2FeCl 2 + Cl 2 ; (eleven)
2Al + 2Cl 2 -> 2AlCl 3 , (12)
moreover, reactions 10, 12 proceed with the release of heat, and reaction 11 with its absorption. The heat generated in reactions 10, 12 is sufficient to carry out reaction 11 and sublimate the resulting aluminum (III) chloride.

На чертеже представлена общая схема установки получения хлорид железа (II)-содержащей шихты. Процесс ведут следующим образом. The drawing shows a General diagram of a plant for producing iron chloride (II) -containing charge. The process is conducted as follows.

В реактор 1, оснащенный мешалкой и охлаждающей рубашкой, загружается смесь, состоящая из безводного хлорида железа (III), алюминиевого порошка и инертного материала. Инертный материал вводится для замедления скорости реакции и разрыхления шихты. В качестве инертного материала используется кварцевый песок, окись алюминия или активированный уголь. Применение активированного угля предпочтительнее, так как он обладает меньшим абразивным действием по отношению к стенкам реактора, а также сорбирует на своей поверхности выделяющийся хлор. Далее в реактор 1 подается азот для вытеснения воздуха и включается мешалка для усреднения состава шихты. In the reactor 1, equipped with a stirrer and a cooling jacket, is loaded a mixture consisting of anhydrous iron (III) chloride, aluminum powder and an inert material. Inert material is introduced to slow down the reaction rate and loosen the mixture. As an inert material, quartz sand, aluminum oxide or activated carbon is used. The use of activated carbon is preferable, since it has a less abrasive effect with respect to the walls of the reactor, and also sorbes chlorine released on its surface. Next, nitrogen is supplied to reactor 1 to displace air and a stirrer is turned on to average the composition of the charge.

Следующей стадией является термическое инициирование (поджиг) шихты. Для этого в полость реактора до соприкосновения с шихтой вводится "запальник", представляющий собой раскаленную нихромовую спираль. В качестве запальника можно использовать термитную спичку, горящую без доступа воздуха. The next stage is the thermal initiation (ignition) of the charge. For this, a “ignitor” is introduced into the cavity of the reactor until it comes into contact with the charge, which is a hot nichrome spiral. As a pilot light, you can use a termite match burning without access to air.

После поджига реакция протекает автотермически с выделением тепла. При этом в токе азота частично отгоняется образующийся хлорид алюминия, хлорид железа (II) и непрореагировавший хлорид железа (III). После завершения реакции (около 1 ч) продукты охлаждаются путем подачи хладоагента в рубашку и выгружаются из реактора. Вынесенные из реактора 1 безводные хлориды алюминия и железа сублимируются и осаждаются в сборнике 2. Хлориды железа и алюминия, проскочившие через сборник 2, и возможное небольшое количество хлора поглощаются водой в абсорбере 3. After ignition, the reaction proceeds autothermally with heat. In this case, the formed aluminum chloride, iron (II) chloride and unreacted iron (III) chloride are partially distilled off in a stream of nitrogen. After completion of the reaction (about 1 h), the products are cooled by feeding a refrigerant to the jacket and discharged from the reactor. The anhydrous aluminum and iron chlorides removed from the reactor 1 are sublimated and precipitated in the collector 2. The iron and aluminum chlorides that have passed through the collector 2 and a possible small amount of chlorine are absorbed by water in the absorber 3.

Хлорид железа (II)-содержащая шихта, получаемая термическим инициированием взятой в заданных соотношениях смеси хлорида железа (III), алюминиевого порошка и активированного угля, характеризуется содержанием в ней хлорида железа (II), хлорида железа (III), хлорида алюминия (III) и активированного угля в соотношениях, соответственно, мас. %: 62,5-84,4: 0,0-24,4: 6,3-8,9: 4,6-8,1. Iron (II) chloride-containing mixture obtained by thermal initiation of a mixture of iron (III) chloride, aluminum powder and activated carbon taken in predetermined proportions is characterized by the content of iron (II) chloride, iron (III) chloride, aluminum (III) chloride in it and activated carbon in ratios, respectively, wt. %: 62.5-84.4: 0.0-24.4: 6.3-8.9: 4.6-8.1.

Нижеследующие примеры поясняют заявляемый способ. The following examples illustrate the claimed method.

Процесс проводили с использованием следующих реагентов: хлорид железа (III) (FeCl3), ТУ 6-00-5763450-129-91; алюминиевая пудра (Аl), ГОСТ 5494-95; активированный уголь АГИ-2, ТУ 6-17-05795748-179-9.The process was carried out using the following reagents: iron (III) chloride (FeCl 3 ), TU 6-00-5763450-129-91; aluminum powder (Al), GOST 5494-95; activated carbon AGI-2, TU 6-17-05795748-179-9.

Пример 1. В стальной аппарат, снабженный мешалкой и охлаждающей рубашкой, помещают 800 г хлорида железа (III), 32 г алюминиевой пудры и 32 г активированного угля (соотношение реагентов (мас. ч. ) 100: 4: 4) и перемешивают до образования однородной смеси. Смесь поджигают (термически инициируют). Для этого в полость реактора до соприкосновения с шихтой вводят "запальник", представляющий собой раскаленную нихромовую спираль или термитную спичку, горящую без доступа воздуха. Далее процесс идет автоматически с выделением тепла. В результате экзотермического процесса получают 685,3 г хлорид железа (II)-содержащей шихты состава, мас. %: FeCl2 - 62,5; FеСl3 - 24,4; А1Сl3 - 8,5; активированный уголь - 4,6.Example 1. In a steel apparatus equipped with a stirrer and a cooling jacket, 800 g of iron (III) chloride, 32 g of aluminum powder and 32 g of activated carbon (reagent ratio (parts by weight) of 100: 4: 4) are placed and mixed until formation homogeneous mixture. The mixture is ignited (thermally initiated). For this, a “igniter” is introduced into the reactor cavity until it comes into contact with the charge, which is a hot nichrome spiral or a termite match burning without air. Next, the process goes automatically with heat. As a result of the exothermic process, 685.3 g of iron chloride (II) -containing charge of the composition, wt. %: FeCl 2 - 62.5; FeCl 3 - 24.4; A1Cl 3 - 8.5; activated carbon - 4.6.

Примеры 2-7 получения безводной хлорид железа (II)-содержащей шихты сведены в таблицу. Examples 2-7 of obtaining anhydrous chloride of iron (II) -containing charge are summarized in table.

Использование для термического инициирования компонентов в соотношениях выше или ниже указанных (примеры 6, 7) приводит к самопроизвольному возгоранию смеси или полному отсутствию ее горения. Use for thermal initiation of components in ratios higher or lower than those specified (examples 6, 7) leads to spontaneous combustion of the mixture or complete absence of its combustion.

Хлорид железа (II)-содержащая шихта может быть использована в различных процессах органической и металлоорганической химии, где необходим безводный хлорид железа (II). Способ прост в выполнении и не требует дополнительных затрат на поглощение хлора. Выделяющееся тепло может быть утилизировано. Iron (II) chloride-containing charge can be used in various processes of organic and organometallic chemistry, where anhydrous iron (II) chloride is required. The method is simple to perform and does not require additional costs for the absorption of chlorine. The generated heat can be disposed of.

При использовании хлорид железа (II)-содержащей шихты, полученной согласно заявленному способу, для синтеза ферроцена выход последнего повышается до 84%. При этом сокращается время проведения процесса, снижается смолообразование за счет каталитического влияния хлорида алюминия, содержащегося в шихте. When using iron chloride (II) -containing a mixture obtained according to the claimed method, for the synthesis of ferrocene, the yield of the latter rises to 84%. This reduces the time of the process, reduces resin formation due to the catalytic effect of aluminum chloride contained in the mixture.

При мономеризации дициклопентадиена хлорид железа (II)-содержащая шихта ингибирует процесс полимеризации и повышает выход циклопентадиена до 85,75% от теоретического при 150-200oС.During the monomerization of dicyclopentadiene, iron (II) chloride-containing mixture inhibits the polymerization process and increases the yield of cyclopentadiene to 85.75% of theoretical at 150-200 o C.

Claims (2)

1. Способ получения безводной хлорид железа (II)-содержащей шихты путем дехлорирования хлорида железа (III) в токе азота, отличающийся тем, что дехлорирование хлорида железа (III) ведут в присутствии алюминиевого порошка и инертного материала, взятых в массовом соотношении 100: (4-6): (4-7) соответственно, и процесс ведут термическим инициированием названной смеси. 1. The method of obtaining anhydrous chloride of iron (II) -containing charge by dechlorination of iron (III) chloride in a stream of nitrogen, characterized in that the dechlorination of iron (III) chloride is carried out in the presence of aluminum powder and inert material taken in a mass ratio of 100: ( 4-6): (4-7), respectively, and the process is conducted by thermal initiation of the mixture. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инертного материала используют активированный уголь, оксид алюминия или оксид кремния. 2. The method according to p. 1, characterized in that as an inert material using activated carbon, aluminum oxide or silicon oxide.
RU2001108237/12A 2001-03-29 2001-03-29 Method of preparing anhydrous iron (ii) chloride containing blend RU2177910C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001108237/12A RU2177910C1 (en) 2001-03-29 2001-03-29 Method of preparing anhydrous iron (ii) chloride containing blend

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001108237/12A RU2177910C1 (en) 2001-03-29 2001-03-29 Method of preparing anhydrous iron (ii) chloride containing blend

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2177910C1 true RU2177910C1 (en) 2002-01-10

Family

ID=20247684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001108237/12A RU2177910C1 (en) 2001-03-29 2001-03-29 Method of preparing anhydrous iron (ii) chloride containing blend

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2177910C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3682592A (en) Treatment of waste hci pickle liquor
US4459363A (en) Synthesis of refractory materials
CA2352923C (en) Hydrogen cyanide synthesis process
RU2125019C1 (en) Method of treatment of dissociated zircon
US3067006A (en) Process and apparatus for the manufacture of anhydrous magnesium chloride which is substantially free from magnesium oxide
KR880005286A (en) Continuous manufacturing process of high purity ultra fine aluminum nitride by carbon-nitridation of alumina
FR2608618A1 (en) METHOD FOR RECOVERING FLUORIDES FROM WASTE MATERIALS
RU2177910C1 (en) Method of preparing anhydrous iron (ii) chloride containing blend
JP2851155B2 (en) Quenching method of waste bed containing silicon
US3023115A (en) Refractory material
JPH09202616A (en) Ceramic stock and its production
CA1115486A (en) Dry reaction process of asbestos tailings and ammonium sulfate
US1859998A (en) Hydrated silica
US2726142A (en) Production of hydrogen chloride from chlorides
US4363789A (en) Alumina production via aluminum chloride oxidation
US1911004A (en) Manufacture of silicon-diamminotetrafluoride
JPH01108101A (en) Separation and recovery of iodine
KR102075588B1 (en) Hydrolysis unit for aluminium black dross recycling and system for aluminium black dross recycling having the same
CA1077677A (en) Process for preparing sulfur dioxide from sulfur and oxygen
KR102075589B1 (en) System for aluminium black dross recycling
CA2084710A1 (en) Process for the disposal of residual materials which contain fluorine- and cyanide-containing compounds
JPS5910933B2 (en) Aluminum chloride manufacturing method
US5321149A (en) Process for stabilizing spent silicon contact mass
JPS6137202B2 (en)
IL47643A (en) Oxidation of magnesium chloride

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040330