SU1754651A1 - Способ очистки желтого фосфора от мышь ка - Google Patents

Abstract

Способ очистки желтого фосфора от мышь ка внепрерывном режиме. Сущность способа: нагревание фосфора до температуры кипени  при нормальном давлении. Отделение пара от жидкого фосфора. Фракционирование паров. Конденсаци  и съем целевого продукта со скоростью 100- 200 кг/ч с 1 м3 зоны фракционировани . Содержание мышь ка в продукте 0,0021 мас.%. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к очистке желтого фосфора.

Желтый фосфор, получаемый электротермическим путем, содержит в виде примесей 0,02-0,04% мышь ка. Содержание мышь ка в р де производных фосфора - один из главных показателей их качества. На экспорт может поставл тьс  только фосфор с содержанием мышь ка 0,01 %. Друга  основна  примесь фосфора - органические вещества, в основном высококип щие ароматические соединени ; флуорантен. бен- зантрацен, пирен и др. Органические примеси в фосфоре не позвол ют получать из него качественные фосфороорганиче- ские соединени .

Кроме того, в фосфоре содержатс  также нерастворимые в бензоле примеси (металлы , оксиды и др.).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу  вл етс  способ, согласно которому фосфор непрерывно подают в теплообменник , где его нагревают до 200°С при давлении 80-120 мм рт.ст. (режим кипени  под вакуумом), пары отдел ют и направл ют в зону фракционировани , где также поддерживают вакуум 80-120 мм рт.ст. и температуру не выше 200°С. В зоне фракционировани  происходит противоточ- на  промывка пара фосфора стекающей флегмой, после чего фосфор поступает на конденсацию и часть конденсата вывод т в качестве целевого продукта, часть возвращаетс  в виде флегмы. Степень отбора определ етс  величиной флегмового числа. При исходной концентрации мышь ка был получен продукт с 0,0061% и разделенным кубовым остатком: из испарительной камеры с 0,0495% мышь ка и из низа келонны с 0,0311%.о

Недостатками способа  вл ютс : низка  производительность процесса в целом (производительность зоны фракционировани  до 80 кг на м3 объема в час. выход чистого продукта в час, % от исходного 28,1).

1i

сл

С

vi ел

Јь О

ел

Это объ сн етс  тем, что скорость прохождени  паров фосфора через систему определ етс  разницей давлени  в колонне и остаточным давлением в зоне конденсации (при температуре конденсации 60°С оста- точное давление 0,41 мм рт.ст);

процесс осуществл етс  в режиме, способствующем переходу в газовую фазу, а затем в дистилл т органических примесей практически без их разложени . Снижение содержани  органических примесей в готовом продукте по сравнению с исходным составл ет 20%.

Целью предлагаемого изобретени   вл етс  повышение производительности процесса и снижение примесей в целевом продукте.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе очистки желтого фосфора от мышь ка в непрерывном режиме, включающем нагревание фосфора до температуры кипени , отделение пара от жидкого фосфора и его фракционировани , конденсацию очищенного фосфора, вывод Целевого продукта и кубового остатка в за- данном соотношении, нагревание фосфора до температуры кипени , отделение пара от жидкого фосфора и его фракционирование ведут при нормальном давлении и скорости съема целевого продукта 100-200 кг/ч с 1 м3 зоны фракционировани .

Отличительным признаком предлагае: мого изобретени   вл етс  проведение нагревани  фосфора до температуры кипени , отделени  пара от жидкого фосфора и его фракционировани  при нормальном давлении .

Другим отличительным признаком  вл етс  скорость съема целевого продукта 100-200 кг/ч с 1 м3 зоны фракционировани .

Сущность предлагаемого способа заключаетс  в следующем. Основным фактором , определ ющим скорость прохождени  пара через зону фракционировани , а следовательно , и производительность процесса в целом,  вл етс  перепад давлений в колонне и зоне конденсации. В услови х прототипа давлени  пара в колонне 80-120 мм рт.ст., остаточное давление в зоне конденсации 0,41 мм; в предлагаемом способе при том же конечном давлении исходное равно 760 мм. Естественно, прохождение пара при том же аппаратурном оформлении принципиально ускор етс  Одновременно с повышением температуры кипени  фос- ф ора(при нормальном давлении температура кипени  фосфора равна 280°С происходит активное разложение органических примесей в газовой фазе на более простые соединени , не конденсирующиес 

0

5

0

5 0

5

0

0

5

5

вместе с фосфором. Движение пара в зоне фракционировани  должно быть достаточно быстрым, чтобы не только обеспечить высокую производительность процесса, но и воспреп тствовать образованию красного фосфора на насадке или тарелках.

Сопоставительный анализ предлагаемого способа и известных способов очистки желтого фосфора от мышь ка представлен в табл.1

При м е р 1, Способ осуществл ли на установке, состо щей из кварцевого реактора , помещенного под углом в трубчатую печь. Пар фосфора проходил через обратный холодильник, заполненный насадкой и частично конденсировалс  в калибровочной пробирке, помещенной в гор чую (60°С) воду . Объем зоны фракционировани  составл л около 79 см3.

На описанной установке были воспроизведены услови  прототипа температура кипени  фосфора 200°С при давлении 120 мм рт.ст., скорость фракционировани  80 г/ч на 1 л объема зоны (скорость фракционировани  регулировали путем изменени  теплоподвода к испарителю).

При исходном содержании мышь ка в фосфоре 0,0322 мае %, содержание в конечном продукте составило 0,0044 мае %. Содержание органических веществ в исходном фосфоре 0,21 мас.%, содержание в конечном продукте 0,15-0.16 мае %. Выход готового продукта в час, %, от исходного 49.

Пример2.В печь, нагретую до 400°С, помещали реактор с 14,0 г фосфора, содержащего 0,30% мышь ка и 0,21% органических веществ, (в примерах 3-6 использовали фосфор такого же качества).

Через два часа опыт прекратили. В остатке было 6,1 г фосфора с  вной примесью красного фосфора, однако на насадке красного фосфора не было. Съем пара из зоны фракционировани  составил около 50 г с литра объема в час.

Выход фосфора 28,2% от исходного в час. Содержание мышь ка в.дистилл те 0,0021%; в остатке 0,066%, органических веществ соответственно 0,0084% и 0,36%.

ПримерЗ. В печь, нагретую до 500°С, помещали реактор с 18,91 г. Задавалась скорость фракционировани  около 100 г/л в час. Через 92 мин проконтролировали ход опыта. В остатке содержалось 6,8 г фосфора с содержанием мышь ка 0,079%, органических веществ 0,26%. В дистилл те мышь ка было 0,0022%, органических веществ 0,0086%. Выход фосфора 64% от исходного в час.

Пример 4. В печь, нагретую до 600°С, помещали реактор с 24,09 г фосфора, Ход опыта проконтролировали через 42 мин. Скорость фракционировани  составила около 150 г в час с литра объема колонки. В остатке содержалось 15, 79 г фосфора с содержанием мышь ка 0,044%. органических веществ 0,29%, В дистилл те содержалось 0,0030% мышь ка, 0,0088% органических веществ. Выход фосфора 68,8% от исходного в час.

Пример 5. В лечь, нагретую до 700°С, помещали реактор с 25,6 г фосфора. Опыт прервали через 25 мин, в остатке было 19,1 г фосфора: расход пара в зоне фракционировани  около 200 г на литр объема в час. В остатке заметны следы красного фосфора. Производительность весьма высока при удовлетворительном качестве полученного продукта: выход фосфора в час 72,5% от исходного. Содержание ,0041 %. органических веществ 0,0094%. В остатке 25% органических веществ и 0,039% мышь ка.

Примерб. В печь, нагретую до 800°С, помещали реактор с 19,6 г фосфора. Чтобы избежать образовани  красного фосфора в зоне кипени , опыт прервали через 8 мин. В остатке было 17,0 i. скорость фракционировани  250 г/л в час. Красного фосфора в остатке не было, однако содержание мышь ка в дистилл те повысилось по сравнению с другими опытами: пар прошел разделительную зону слишком быстро. Содержание в дистилл те мышь ка 0,0083%, органических веществ 0,0099%; в остатке 0,033% мышь ка, 0,23% органических веществ. Выход фосфора 99,7% от исходного в час.

Полученные данные, характеризующие вли ние параметров процесса очистки на

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ очистки желтого фосфора от мышь ка в непрерывном режиме, включающий нагревание фосфора до температуры кипени , отделение пара от жидкого фосфора, его фракционирование , конденсацию очищенного фосфора, съем целевого продукта о т л и ч а непроизводительность способа и качество получаемого продукта, представлены в табл.2.

   Как видно из табл.2, уменьшение скоро- сти съема целевого продукта менее 100 кг/ч на 1 м зоны фракционировани  при достижении высоких показателей качества приводит к снижению выхода продукта (выход на уровне прототипа).

   Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами по сравнению с прототипом:

   процесс интенсифицирован за счет увеличени  разницы давлений в зоне пара и конденсации; выход целевого продукта повышаетс  с 49% по прототипу до 64-73% по предлагаемому способу;

   понижено содержание органических

   примесей в дистилл те за счет разложени 

   при более высокой температуре и давлении;

   содержание органических веществ в конечном продукте снижаетс  на 55-59% (в прототипе на 20%);

   не требуетс  вакуумировани . За вл емый способ дает возможность:

   интенсифицировать процесс за счет увеличени  разницы давлений в зоне пара и конденсации; выход целевого продукта повышаетс  с 49% по прототипу до 64-73% по- предлагаемому способу;

   получать фосфор с пониженным содержанием органических примесей за счет разложени  их при более высокой температуре

   и давлении; содержание органических веществ в конечном продукте снижаетс  на 55-59% (в прототипе на 20%);

   упростить технологический процесс за счет проведени  процесса без вакуумировани ,

   щ и и с   тем, что, с целью повышени  производительности процесса и снижени  примесей в целевом продукте, нагревание фосфора, отделение пара и его

   фракционирование осуществл ют при нормальном давлении при скорости съема целевого продукта 100-200 кг/ч с 1 м3 объема зоны фракционировани .

   Таблица1

   Продолжение табл. 1

   Таблица 2