SU1209600A1

SU1209600A1 - Method of removing organic admixtures from orthophosphoric acid

Info

Publication number: SU1209600A1
Application number: SU843781238A
Authority: SU
Inventors: Людмила Николаевна Филатова; Марина Алексеевна Шелякина; Галина Валентиновна Галочкина; Григорий Захарович Клюм; Светлана Алексеевна Фетисова; Лидия Михайловна Малярова; Владимир Васильевич Суворов; Лариса Николаевна Синявер
Original assignee: Предприятие П/Я А-7815
Priority date: 1984-08-18
Filing date: 1984-08-18
Publication date: 1986-02-07

Description

1one

Изобретение относитс к способам глубокой очистки фосфорной кислоты и может быть применено в химической промышленности, дл использовани в высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЖХ), где требуетс особо чиста ортофосфорна кислота с лимитируемой величиной оптического пропускани в ультрафиолетовой области спектра: коэффициент пропускани при 200-210 нм должен быть не ниже 80%.The invention relates to methods for the deep purification of phosphoric acid and can be applied in the chemical industry for use in high performance liquid chromatography (HPLC), where high-purity phosphoric acid with a limited amount of optical transmission in the ultraviolet spectral range is required: the transmittance at 200-210 nm should be at least 80%.

Цель изобретени - повьппение степени очистки при одновременной интенсификации процесса.The purpose of the invention is to increase the degree of purification while simultaneously intensifying the process.

П р и м е р 1. Во фторопластовы реактор с рубашкой и вод ным охлаждением помещают 1 кг п тиокиси фосфора х.ч, и подают со скоростью 50-100 мл в нинуту 80%-ный водный раствор фосфорной кислоты : марки х.ч. с оптическим пропусканием на уровне 10,4%, содержащий 1 об перекиси водорода. Когда температура за счет тепла реакции начнетх под ниматьс , включают вод ное охлажде PRI me R 1. In a fluoroplastic reactor with a jacket and water cooling, 1 kg of phosphorus pentoxide, h.ch, is placed, and an 80% aqueous solution of phosphoric acid is fed at a rate of 50-100 ml: n.h. . with optical transmission at the level of 10.4%, containing 1 about hydrogen peroxide. When the temperature starts to rise due to the heat of reaction, water is cooled.

ние и поддерживают 130 С. После того , как добавлено 2 кг 80%-ной фосфорной кислоты, содержащей 1 об.% перекиси водорода, подачу отключают и вьщерживают реакционную смесь в течение 10 мин в интервале темпера - .тур 150-160°С. 2 кг 80%-ной фосфорной кислоты содержат около 400 г воды, что соответствует мол рному отношению PiOg: 0,3, После этого к реакционной смеси добавл ют 280 г воды дл получени 93%-ной кислоты, охлаждают до 20 с, внос т затравку - кристаллик ортофосфор- ной кислоты - и по окончании процесса через 0,3 ч отфильтровывают вьтавшие кристаллы и, не промыва их, расплавл ют. Содержание основного вещества в очищенной кислоте 93,8%.and maintain 130 ° C. After 2 kg of 80% phosphoric acid containing 1% by volume of hydrogen peroxide is added, the feed is turned off and the reaction mixture is held for 10 minutes in the temperature range of 150-160 ° C. 2 kg of 80% phosphoric acid contain about 400 g of water, which corresponds to a PiOg: 0.3 molar ratio. After that, 280 g of water are added to the reaction mixture to obtain 93% acid, cooled to 20 s, the seed — a crystal of orthophosphoric acid — and at the end of the process after 0.3 h, the entered crystals are filtered off and, without washing, are melted. The content of the basic substance in the purified acid is 93.8%.

После кристаллизации получено 1,9 кг фосфорной кислоты, соответ- ствующей требовани м ВЖХ с оптическим пропусканием при 210 нм 85%, и 1,3 кг маточных растворов, которые соответствуют требовани м марки о. ч. 13-3 и реализуютс как товарный продукт.After crystallization, 1.9 kg of phosphoric acid were obtained, corresponding to the requirements of HPLC with optical transmission at 210 nm of 85%, and 1.3 kg of mother liquors, which meet the requirements of mark o. 13-3 and sold as a commodity product.

Пример2. В тех же услови- х, что и в примере 1, к п тиокиси фосфора добавл ют 70%-ный раствор фосфорной кислоты марки о.ч, 13-3,Example2. Under the same conditions as in Example 1, a 70% strength phosphoric acid oh, 13–3 solution was added to phosphorus pentoxide

5five

00

5five

00

выдерживают вsoak in

тур 200-220 С в течение 15tour 200-220 C for 15

имеющей оптическое пропускание при 210 нм 8,4%, в который предварительно введено 1,5 об.% перекиси водорода. Подачу отключают, когда добавлено 830 г раствора кислоты, содержащего 250 г воды, что соответствует мол рному отношению 0,5. Реакционную смесь интервале темпера- мин,having optical transmission at 210 nm of 8.4%, in which 1.5 vol% of hydrogen peroxide was previously introduced. The feed is turned off when 830 g of an acid solution containing 250 g of water is added, which corresponds to a molar ratio of 0.5. The reaction mixture is a temperature range

добавл ют 280 г воды дл получени 88%-ной фосфорной кислоты, охлаждают до 20 С, внос т затравку и кристаллизуют, как в примере 1. Бьшавшие кристаллы через 1,5ч отфильтровывают и расплавл ют. Получено 1,15 кг кислоты, соответствующей требовани м ВЖХ. Содержание основного вещества в кислоте 90,2 мас.%. Оптическое пропускание 88%. 1,05 кг маточных растворов реализуетс как товарный продукт H jPOi, о.ч. 13-3 (дл электротехники ) .280 g of water are added to obtain 88% phosphoric acid, cooled to 20 ° C, seeded and crystallized as in Example 1. The crystals that fall off are filtered through 1.5 h and melted. 1.15 kg of acid was obtained, complying with the requirements of HPLC. The content of the basic substance in the acid is 90.2 wt.%. Optical transmission 88%. 1.05 kg of stock solutions is sold as a commercial product H jPOi, o.ch. 13-3 (for electrical engineering).

П р и м е р 3. Услови очистки.PRI me R 3. Condition cleaning.

25 25

5five

00

j- j-

0 0

5 five

5five

как в примере 2, но гидролиз провод т при добавлении к реакционной смеси после окислени 180 г воды. При этом после гидролиза получает- cf{ фосфорна кислота 94,6%-на . Кристаллизацию ведут, как в примере 3, выпавшие кристаллы отфильтровывают через 1,5 ч и расплавл ют. Содержание основного вещества 95,2 мас.%, оптическое пропускание 79,8%, т.е. ниже, чем требуетс .as in Example 2, but the hydrolysis is carried out by adding 180 g of water to the reaction mixture after oxidation. Moreover, after hydrolysis, cf {phosphoric acid 94.6% is obtained. The crystallization is carried out as in Example 3, the precipitated crystals are filtered off after 1.5 hours and melted. The content of the main substance is 95.2 wt.%, Optical transmission 79.8%, i.e. lower than required.

П р и м е р 4 (известный способ). 75 г ортофосфорной кислоты марки о.ч. 13-3, концентрации 70 мас.% нагревают до 80 С и прибавл ют 0,75 г КСгО(,. При поддержании этой температуры к пробе добавл ют порци ми по 0,1 мл 35%-ной перекиси водорода через каждые полчаса. Оптическое пропускание при 210 нм через 6 ч вьщерживани при этой температуре составл ет 7,6%, через 12 ч 12,4%,, через 24 ч 12,8%.PRI me R 4 (known method). 75 g orthophosphoric acid o.h. 13-3, concentrations of 70 wt.% Are heated to 80 ° C and 0.75 g of CsgO are added (. While maintaining this temperature, 0.1 ml of 35% hydrogen peroxide is added to the sample in half an hour. Optical the transmission at 210 nm after 6 hours of retention at this temperature is 7.6%, after 12 hours 12.4%, after 24 hours 12.8%.

Как следует из приведенных примеров , предлагаемый способ в отличие от известного позвол ет получить ортофосфорную кислоту повьш енного качества с максимальной величиной оптического пропускани в ультрафиолетовой области спектра при 210 нм 80-88%, удовлетвор ющую требовани м высокоэффективной жидкостной хроматографии.As follows from the above examples, the proposed method, in contrast to the known method, allows obtaining orthophosphoric acid of higher quality with a maximum optical transmittance in the ultraviolet region of the spectrum at 210 nm of 80-88% that satisfies the requirements of high-performance liquid chromatography.

Предлагаемый способ и его отличи от известного дополнительно иллюстрируютс данными таблицы, котора доказывает интенсификацию процесса.The proposed method and its differences from the known one are further illustrated by the data in the table, which proves the intensification of the process.

Если мол рное отношение Ej Os:H7.0 будет меньше 0,3, то часть перекиси водорода остаетс неразложенной и деструкци органических примесей проходит недостаточно полно. Вместе с тем нецелесообразно увеличивать мол рное отношение P OsrHjO вьше 0,5, так как при этом начинаетс образование полифосфатов с числом атомов фосфора больше 2, которые значительно медленнее деполимеризуютс при пос- ледутадем гидролизе. Также нецелесообразно уменьшать концентрацию ортофосфорной кислоты перед кристаллизацией ниже 88%, так как это заметно снижает выход целевого продукта . Увеличение концентрации фосфорной кислоты при гидролизе выше 93 мас.% приводит к снижению качества целевого продукта за счет более равномерного распределени примесей между маточником и кристаллами .If the molar ratio Ej Os: H7.0 is less than 0.3, then part of the hydrogen peroxide remains undecomposed and the destruction of the organic impurities does not go through completely. At the same time, it is impractical to increase the molar ratio of P OsrHjO to above 0.5, since this starts the formation of polyphosphates with the number of phosphorus atoms greater than 2, which depolymerize much more slowly after hydrolysis. It is also impractical to reduce the concentration of orthophosphoric acid before crystallization below 88%, since this significantly reduces the yield of the target product. An increase in the concentration of phosphoric acid during hydrolysis above 93% by weight leads to a decrease in the quality of the target product due to a more uniform distribution of impurities between the mother liquor and the crystals.

Повьш1ение качества целевого продукта и интенсификаци способа достигаетс за счет использовани доступного и дешевого реагента п тиокиси фосфора, котора обеспечивает полноту разложени органических примесей без внесени заг- гр знений при: ес ми металлов. Предлагаемый способ дает возможностьImproving the quality of the target product and intensifying the process is achieved through the use of affordable and cheap phosphorus pentoxide reagent, which ensures the complete decomposition of organic impurities without introducing contaminants at: metals. The proposed method allows

организации безотходной технологии: п тиокись фосфора, взаимодейству с водой, превращаетс в фосфорную кислоту, маточник от кристаллизации фосфорной кислоты после разбавлени до содержани основного веorganization of waste-free technology: phosphorus pentoxide, interacting with water, is converted into phosphoric acid, the mother liquor from crystallization of phosphoric acid after dilution to the content of the main

щества 70% реализуетс как товарный продукт марки о.ч. 13-3.70% is sold as a commercial product of the brand o.ch. 13-3.

Предлагаемый способ вл етс высоко эффективным: в услови х разработанных режимов происходит очистка от органических примесей практически любой природы, поэтому В качестве сырь может быть использова- на термическа фосфорна кислота, кислота, полученна ионным обменом или экстракцией органическими растворител ми , что существенно расшир ет область применени способа.The proposed method is highly efficient: under the conditions of the developed modes, purification from organic impurities of almost any nature occurs, therefore, as a raw material, thermal phosphoric acid, acid obtained by ion exchange or extraction with organic solvents can be used, which significantly expands the area application of the method.

Claims

METHOD FOR PURIFICING ORTHOPHOSPHORIC ACID FROM ORGANIC APPLICATIONS

SEI by treating an aqueous solution of phosphoric acid with hydrogen peroxide in the presence of a catalyst at elevated temperature, characterized in that, in order to increase the degree of purification while enhancing the process, phosphorus pentoxide is used as a catalyst, which is mixed with phosphoric acid in a molar ratio of 0, 3-0.5 to water and the process is carried out at 130-220 ° C followed by hydrolysis of the acid to a concentration of 88-93 / J H ₃ PO ^.

SU ,, 1209600>