Способ получения однохлористой серы

 

)(»

Мо 926&

Класс 121, ЩД

Ч

llATCHT tiA I4306PETEPIME

ОПИСАНИЕ способа получения однохлористой серы.

К патенту В. А. Мазвля, заявленному 24 февраля 1927 года (заяв. свид. No 14438).

0 выдаче патента опубликовано 31 мая 1929 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 31 мая 1929 -гсд», Предлагаемое изобретение относится к известному способу получения однохлористой серы (S2C12) из серы и хлора в присутствии хлористой серы и катализатора.

Промышленное получение хлоропроизводных серы непосредственно из элементов осуществляется или горячим способом †пропускани хлора в расплавленную серу, или же „холодным", при котором хлор взаимодействует либо с твердой серой, либо же с серой, растворенной в двухлористой сере.

° Предлагаемый способ получения хлоропроизводных серы принадлежит к. группе „холодных" способов.

В существенных чертах он сводится к тому, что хлор пропускают при определенных температурных условиях, в твердую серу, более или менее смоченную хлористой серой, в присутствии пятихгористой сурьмы.

B данном случае имеет место, таким образом, явление так называемого

„парного катализа", при чем роль

„парного катализатора" должна быть приписана комбинации: хлористая сера и пятихлористая сурьма, с оптимальной температурой действия, лежащей не ниже 50 — 60 С.

Сушность происходящих при этом явлений можно себе представить так: хлор действует в присутствии

ЬЬС6 весьма энергично на хлористую серу с образованием дихлорида по уравнению S,Cl2+ Cl2 = 2SSCl2;. образовавшийся дихлорид в присутствии ЗЛИСЬ, действует не менее энергично на сухую серу с образованием хлористой серы по реакции SCl, -+ S = S., C12.

Та роль, которую в предлагаемом.. способе играет „парный катализатор" — в частности специфические. особенности SbCl-„, а также смысл упомянутой уже оптимальной температуры в значительной степени выясняются из следующих наблюде-. ний: 1) реакция образования двухлористой серы из хлористой серы и хлора по уравнению: S2 Cl2+-С1 =

= 2SCl2 не только в отсутствии катализатора, но и в присутствии таких катализаторов, как железная пыль, RlC l.„è др., протекает черезвычайно медленно, при чем полученный продукт содержит на ряду со связанным (в форме дихлорида) хлором, также значительное количество хлора, растворимого в хлористой сере; поэтому достаточно небольшого уже подъема температуры для того, чтобы хлор этот начал выделяться. Это явление не, следует смешивать с разложением, .двухлористой- серы при нагревании; как показали дальнейшие наблюдения, выделение растворенного хлора происходит при более низкой температуре, чем разложение дихлорида, при чем температура эта обуславливается той температурой, при которой происходило насыщение хлористой серы хлором; кроме того, разложение дихлорида происходит гораздо менее бурно. Пятихлористая сурьма играет в данном случае, повидимому, совершенно особую роль, и в ее присутствии упомянутая реакция образования двухлористой серы дает результаты исключительно хорошие, как в . смысле скорости поглощения, так и в отношении состава полученного продукта. 2) Заметное разложение двухлористой серы при нагревании по уравнению: 2ЬС1 =S. С1+ С12, начинаясь при температурах около 40 С, достигает своего максиму,ма при 55 С. 3) Обесцвечивание двухлористой серы серой по уравнению: *Cl + S = 5,С1, в присутствии .ЯС15 протекает черезвычайно энергично; заметно слабее она идет в присутствии А1С1„и. совсем вяло (при комнатной температуре даже без сколько - либо заметных скоростей) в присутствии железной пыли или же в отсутствии катализатора. При этом при температуре между 50 С вЂ” -60 С в присутствии .ЯС1,.; упомянутая реакция

:происходит почти моментально.

Производство хлористой серы .(монохлорида) по предлагаемому, "способу удобнее всего осущест- вляется в аппарате цилиндрической формы, изображенном на чертеже в вертикальном разрезе, с лазом А для загрузки серы, с краном о для выпуска готового продукта и с двумя трубками, из коих одна С доходит до дна и служит для подачи хлора, другая же D оканчивается под самой крышкой прибора и соединяется с серно-кислотным манометром (либо же со склянкой Тищенко) для контроля над давлением внутри аппарата. Обычно поглоще :ние хлора серой происходит на- i столько энергично> что в реакционном пространстве имеет место большее или меньшее разрежение.

Работа начинается с того, *что в котел вводится необходимое для начала операции количество хлористой серы и SbCl;. Затем забрасывается столько серы, сколько допускает емкость прибора и начинается пропускание хлора, при чем прибегают к внешнему охлаждению в случае, если температура реакционного пространства поднимется слишком высоко. После того, как будет пропущено расчитанное количество хлора, дают отстояться содержимому цилиндра (чем сберегается катализатор) и опоражнивают его, оставляя лишь такое количество хлорида, какое необходимо для возобновления операции, после чего начинают цикл снова.

В качестве „парного катализатора" применяется хлористая сера и 5ЬС1,. При этом очень благоприятным оказывается то обстоятельство, что ЬбС1„.- образует в хлористой сере черезвычайно объемистую, хлопьевидную массу, что способствует его равномерному распределению по всему реакционному пространству. Относительно количества применяемых катализаторов, можно отметить, что Я С1; производит необходимый эффект, будучи введен в самых минимальных дозах (напр,, менее 0,1% по весу введенной в реакции серы, что же касается хлористой серы, то и ее количество может быть так-же мало, как и количество bCl„.-. Однако, принимая

Во внимание своеобразный характер процесса, при котором газообразный хлор реагирует с твердой серои, и трудность, вследствие этого, распределения катализатора по всей поверхности введенной в реакционное пространство серы (что желательно для максимальной скорости процесса и для более целесообразного использования емкости применяемой аппаратуры) — полезно брать хлористой серы столько, чтобы вся взятая в цилиндр сера была погружена в хлористую серу. Во всяком случае, хлористой серы должно быть налито в реакционный сосуд столько, чтобы уровень ее был выше конца трубы, подводящей хлор. На чертеже сера в кусках занимает в аппарате пространство abed. Наилучшая утилизация поверхности введенной в реакционное пространство серы, а, следовательно, и наибольшая скорость переработки имеют место в том слу- чае, если уровень налитой в реакционный сосуд хлористой серы будет доходить до cb; большее количество хлористой серы не принесет пользы, меньшее же выведет из сферы реакции часть серы, лежащую выше уровня хлористой серы.

Так, если хлористая сера налита

-лишь до уровня ef, в реакцию вой,цет лишь то количество серы, которое занимает объем aefd. Объем

ebcf будет служить только запасом серы, входящим в реакцию по мере повышения уровня хлористой серы, в связи с образованием новых ее количеств. 1

Пример. В сосуд, в котором йомещено 141 r серы, 86 г хлористой серы и 0,1 г пятихлористой сурьмы, пропускают сухой хлор, поддерживая в колбе охлаждением температуру около 70 C. Пропустив

157 г хлора, прекращают реакцию.

Почти весь продукт (379 г вместо

383 г) отгоняют в пределах 135 —

137 С. Цвет продукта до отгонки— светло-желтый, т.-е. такой, какой имеет хлористая сера, отогнанная в вакууме.

Таким образом, в предлагаемом способе отсутствует необходимость в приготовлении раствора серы, хлор может пропускаться с большой скоростью, полученный продукт не требует дальнейшей очи-. стки и аппаратура значительно упрощается, в виду отсутствия мешалки.

Предмет патента.

1, Способ получения однохлористой серы (Ь,Сl,) из серы и хлора в присутствии хлористой серы и катализатора, отличающийся тем, что реакцию ведут при повышенной температуре в присутствии пятихлористой сурьмы, как катализатора.

2. Прием осушествления способа по и. 1, отличающийся тем, что по окончании реакции содержимому реакционного сосуда дают отстояться и отделяют часть продукта, оставляя вместе с катализатором количество продукта, необходимое для новой операции.

Тии. сПечатиый Труд».