Способ получения хлорированного тринатрийфосфата

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРИРОВАННОГО ТРИНАТРИЙФОСФАТА, включающий взаимодействие в водной среде гидроксида натрия, хлора и фосфорсодержащих соединений с последующей кристаллизацией продукта и отделением его фильтрацией, о т л и чающийся тем, что, с целью ускорения процесса, сокращения количества сточных вод при одновременном повышении выхрда продукта, сначала смещи , вают растворы гидроксида на:тряя и фосфорсодержащего соединения, a затем смесь обрабатывают хлором. 2,Способ по П.1, о т л и ч a ющ и и с я тем что в качестве фосфорсодержащего соединения используют фосфорную кислоту и/или тринатрийфосфат . 3.Способ-по пп. 1 и 2 о т л и .4 a ю щи и с я тем, что смесь, содёрж ицую гидроксид натрия и фосфорсодержащее соединение, обрабатывают хлором при 25-50°С до достижег ния рН 9,0-12,5.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ !.В

РЕСПУБЛИН

0% (И)

И59 С 01 В 25 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОММ СЯИДП ЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И QfHPbffHA (21) 3433107/23-26 (22) 23.03.82 (46) 30.06 .84. Бюл. У 24, (72) И.И. Большаков и Т.С. Тимофеева (53) 66.833.455(088.8) (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРИРОВАННОГО ТРИНАТРИЙФОСФАТА, включаю. щий взаимодействие в водной среде гидроксида натрия, хлора и фосфорсодержащих соединений с последующей кристаллизацией продукта и отделением его фильтрацией, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью ускорения процесса, сокращения количества сточных вод нрв. одновременном повы. шении выхода продукта, сначала смеши, вают растворы гидроксщца натрия и фосфорсодержащего соединения, а затем смесь обрабатывают жором.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что s качестве фосфорсодержащего .соединения используют . фосфорную кислоту и/или тринатрийфосфат.

3. Способ no an. 1 и 2, о т л и.ч а ю шийся тем, что смесь, содержащую гидроксид натрия и фосфорсодержащее соединение, обрабатывают хлором при 25-50 С до достижения рН 9,0-12,5. 3

1100229 2

Изобретение относится к области химической технологии сырья для производства моющих средств с деэинфицир лощим и отбеливающим эффектом, в частности хлорированного тринатрийфосфата.

Известен способ получения хлорированного тринатрийфосфата вэаимоцействием тринатрийфосфата, содержащего 4-5Х гидроокиси натрия с экстрак том, содержащим хлорноватистную кисло-; ту в органическом растворителе.

Недостатком известного способа является необходимость выделения .хлорноватистой кислоты иэ продуктов хлорирования и введение органического растворителя, что усложняет и удорожает такой процесс.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ п6лучения хлорированного тринатрийфосфата, заключающийся в хлорировании хлором 42-45Х раствора гидроокиси натрия при 27 С до остаточной щелочности 1-2Х, фильтровании массы от выпавшего осадка хлорида натрия (15-18Х от массы суспензии), полученный раствор гипохлорита натрия с концентрацией 400-420 г/л смешивают при температуре до 60 С с раствбром тринатрийфосфата. Состав полученного продукта: тринатрийфосфат 16-19Х, гипохлорит натрия 8-10Х. рН среды дрводят до 11,5-11,6 фосфорной кислотой. Суспензию в течение 6 ч охлаждают до 40, после фипьтрования получают осадок хлорированного тринатрийфосфата, содержащего 3 1-5 0Х активного хлора, и водный фильтрат, содержащий 10-13Х гипохлорита натрия, насыщенный хлоридом натрия и тринатрийфосфатом.

Половину количества фильтрата возвращают s процесс, остальное количество выводят в виде сточных вод, что составляет 720 кг на 1 т продукта. Со сточными водами теряется

3,1 мол.X от исходного фосфата.

Недостатками данного способа являются потери фосфатов и гипохлорита натрия с образованием сточных вод (720 кг на 1 т продукта), требующих очистки, использование продолжительных во времени процессов хлорирования концентрированного раствора гидроокиси и кристаллизации, что делает процесс малоинтенсивным, продолжительность хлорирования окало

«10

4S

40 ч, повышение скорости побочных процессов разложения гипохлорита в концентрированных растворах при снижении остаточной концентрации гидроокиси натрия, что ведет к накоплению дополнительного количества хлорида натрия и расходу хлора.

Цель изобретения - ускорение процесса, сокращение количества сточных вод при одновременном повышении выхода продукта.

Поставленная цель достигается способом получения хлорированного тринатрийфосфата, включающим взаимодействие в водной среде гидроксида натрия, хлора и фосфорсодержащего соединения с последующей кристаллизацией продукта и отделением его фильтрацией, сначала смешивают растворы гидроксида натрия и фосфорсодержащего соединения, а затем смесь обрабатывают хлором.

Целесообразно в качестве фосфорсодержащего соединения использовать фос-, форную кислоту и/или тринатрийфосфата.

Смесь, содержащую гидроксид натрия и фосфорсодержащее соЕдинение, обрабатывают хлором при 25-50 С до достижения рН 9,0- 12,5.

Сущность способа заключается в использовании стабилизирующего действия фосфатов на гипохлорит натрия в водном растворе. Шпохлорит натрия получают в водной среде, содержа- . щей гидроокись натрия и тринатрийфосфат, например, пропусканием газообразного хлора при 25-50 С, рН 12-14 с последующим снижением до 9-12,5, перекристаллизацней полученной суспенэии продукта путем подогрева до 45-60 С и последующего охлаждения.

Исходный раствор гидроокиси натрия для хлорирования, содержащий тринатрийфосфат, получают либо путем частичной нейтрализации концентрированных растворов гидроокиси натрия фосфорной кислотой, взятой в количестве 0 16-0,28 моль на 1 моль гидроокиси натрия, либо смешением нейтральных и/или кислых фосфатов натрия с растворов гидДоокиси натрия в мольном соотношении (0,3-1,6): 1, откорректированном на расход щелочи для перевода фосфатов в тринатрийфосфат, и последующим разбавлением фильтратом, полученным при фильтровании готового хлорированного тринатрийфосфата.

29 4 ружают 410 мл воды, 373 r 46,3Х-ного едкого натра марки РД-1 и 28,6 г

76,4Х-ной термической фосфорной кислоты. После размешивания получают раствор, содержащий 18Х свободной гидроокиси натрия и 4,5Х тринатрийфосфата.

Раствор охлаждают до 30 С водяной баней и в барботер пропускают ,испаренный хлор из баллона с расходом, обеспечивающим поддержание температуры 25-30 С при охлаждении.

Через 1,5:ч при снижении рН среды до 12,3 цодачу хлора останавливают, Полученный раствор содержит

4,5 мас.Х тринатрийфосфата и

183,5 г/л гкпохлорита натрия.

Пример 2. В стакан, снабженный мепиацсой и термометром, загружают 1 36,::цл 47,8Х-ного раствора едкого наФ :;марки РД-1 и при размешивании--:ззауружают из .капельной воронки раствор фдсФорной кислоты, приготовленной -@s 40 мл воды и

30 мл 73Х-ной фосфорной кислоты, соотношенйе едкий HQTp; фосфорная кислота 1:0,166. Температуру массы поддерживают охлаждением s пределах

85-100ОС.

В колбу, снабженную мешалкой, барботером, термометром, хлорсеребряным и стеклянным электродами рН-метра с термокомпенсатором, загружают 660 мл фильтрата от фильтрации продукта в предыдущем опыте, содержащего гипохлорита натрия, 208 г/л. Фильтрат охлаждают ледяной баней до 20 С и вливают из стакана тонкой струйкой при размешивании горячую фосфатно-щелочную массу.

Температура поднимается до 45-50 С, и далее загрузку ведут по мере охлаждения массы при указанной температуре.

Пример 1. В колбу для хлорирования, снабженную мешалкой, 55 барботером, термометром, хлорсеребряным и стеклянным электродами рН-метра с термокомпенсатором, заг3 11002

Фильтрат, полученный при фильтровании продукта, полностью возвращают на хлорирование, смешивая его при

30-60 С с фосфатно-щелочной массой.

При этом концентрацию фосфатно-щелочной массы в воде и соотношение фосфат:гидроокись натрия регулируют в указанных пределах так, чтобы содержание гипохлорита натрия в фильтрате было в пределах 80-250 г/л 10 и количество циркулирующего фильтрата поддерживалось постоянным в пределах 1-3 мас.ч. на 1 мас.ч. продукта.

Для первого пуска синтеза при отсутствии фильтрата от готового продук-15 та приготавливают раствор из воды, гидроокиси натрия и фосфорной кислоты и/или фосфатов состава,мас.Х: гидроокись натрия 13-20, тринатрийфосфат 4-5, вода до 100. 20

Приготовленный раствор хлорируют до содержания гипохлорита,натрия

150-220 г/л и рН среды 1!,5-12,5 раствор после хлорирования используют вместо фильтрата, получаемого 25 обычно при фильтровании готового продукта.

Приведенные параметры процесса являются оптимальными и обусловлены следующим. Температура при получе- ЗО нии гипохлорита не должна быть более 50 С, иначе происходит резкое накопление в массе хлората,натрия и повышение содержания его в продук-те а также ускоряется разложение 3 гипохлорита. Снижение температуры ниже 25 С увеличивает продолжительность хлорирования, так как существенно ухудшаются условия отвода тепла реакции, которьй сложно форсировать из-за наступающего обрастания теплообменной поверхности кристал- . лизующейся массой. рН среды прй хлорировании сначала возрастает от рН исходной массы на 0,5-1,5, а затем 45 снижается до 9-12,5. Если хлорирование прекратить при рН более 12 5, в массе остается несвязанная гидроф. окись натрия, снижающая качество продукта. Продолжение хлорирования до рН 9-10,5 ведет к увеличению выхода хлоратов и неоправданному расходу хлора.

Полученную суспензию охлаждают водяной баней до 25 С и в барботер пускают испаренный хлор Hs баллона со скоростью, обеспечивающей поддержание температуры в пределах

25-30OÑ охлаждением ледяной баней.

По мере пропускания хлора рН массы повьиаается с 1к до 13,8, а затем начинает снижаться. Через 60 мин пропускания хлора рН достигает

1 1,2, хлор отключают.

Горячей водяной баней подогревают до 45 С, а затем холодной водой охлаждают в течение 1 ч до

1100229

Составитель А. Кох

Техред И .Надь Корректор А. Ильин

Редактор О. Колесникова

Заказ 4480/19 Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

t13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

20 С. Суспензию отфильтровывают на воронке Бюхнера при вакууме до 0,3 кгс/см (0,03 ИПа).

Получено 210 г хлорированного тринатрийфосфата с содержанием активного хлора 5,01Х и влаги 48%, рН 10%-ного водного раствора 12,24.

В 700 мп полученного фнльтрата содержание гнпохлорита натрия

218 г/л его испопьзуют в следующем опыте на загрузку для разбавления фосфатно-щелочной массы.

Пример 3. Аналогично примеру 2 из 100 мп 47,8Х-ного едкого натра, 100 мп воды, 41 8 мл 75,3%-ной.15 фосфорной кислоты (молярное соотношение едкий натр:фосфорная кислота 1:0,277) и 150 мп фильтрата с концентрацией гипохлорита натрия

2t8 г/л после хлорирования при 20 С в течение 15 мин до рН массы 10 67 и фильтрования при 30 С получено

280 г хлорированного тринатрийфосфата с содержанием активного хлора

5,15%. Содержание влаги 56,7%.

Фнльтрата получено 210 мл с содержанием гипохлорнта натрия 126 г/л.

Пример 4. В стакане расплавляют нри нагревании 85 С 91,2 г

12-водного фосфата натрия н вносят 30

16,0 мп 47,8%-ного едкого натра, молярное соотношение едкий натр:фосфат 1:0,857. Аналогично примеру 2 получают суспензию фосфатно-щелочной смеси в 175 мл фильтрата, содер- 35 жащего 206 г/л гипохлорита натрия.

После хлорирования при 35-40 С в течение 15 мин до рН массы 11,5,перекристаллизации и фильтрования при

25 С получено 126 г хлорированного 40 тринатрийфосфата с содержанием активного хлора 5,29Х. Содержание влаги 52,3Х. Фильтрата получено

168 мл с содержанием гипохлорита натрия 215 г/л. 45

П р.и м е р 5. Аналогично примеру 2 из 114 мл 46,3Х-ного раствора едкого натра и 39 мл 76,2%-ной фосфорной кислоты (мольное соотношейие

1:0,24) с использованием 378 мл фильтрата, содержащего 202 г/л гипохлорита натрия, после хлорирования при 37-42 С в течение 25.мин до рН массы 11,3 и перекристаллизации с подогревом до 51 С и последующим охлаждением в течение 1 ч получено

246 г хлорированного тринатрийфосфата, содержащего 4,40Х активного хлора. Объем фильтрата 342 мп при содержании гипохлорита натрия

198 г/л.

Получение хлорированного тринатрийфосфата по данному способу позволяет упростить технологический процесс, исключив стадии получения гнпохлорита натрия, фильтрования его от хлорида натрия, кристаллизации, фильтрования, упаковки, транспортировки и загрузки твердого три- . натрийфосфата при наличии более дешевого сырья фосфорной кислоты и едкого натра, интенсифицировать технапогический процесс, сократив длительность хлорирования с

40 до 0,25-1,0 ч,кристаллизации с

6 до 1-2 ч, повысить выход продукта практически до количественного по фосфату, гидроокисн натрия путем исключения отходов производства (хлористый натрий, загрязненный гнпохлоритом, и сточные воды, содержащие активный хпор, фосфат, хлорид, хлорат натрия), при необходимости расширить сырьевую базу производства, используя наряду с фосфорной кислотой тринатрийфосфат, дннатрийфосфат и другие фосфаты, дающие с гидроокисью натрия тринатрийфосфат.