Способ получения пентакарбонила железа

 

ойдо» .союзl". >ÿт

О Il И O" А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1ц724447

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дот очпительное к авт, спид- у (22) Заявлено 31.10,78 (2!) 2680265/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30,03.80, Бюллетень ¹ 12

Дата опубликования описания 30.03.80 (51) 1

С 01 6 49/16

Государственный комитет (53) УДК, 661.872.626 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

K. H. Семененко, 3. 3. Фокина, В, H. Фокин, С. Л. Троицкая и В. В, Бурнашева

Институт новых химических проблем AH СССР (71) За".âèòåëü (54) CHOCO 11ОЛУЧЕИИЯ HEHTAKAPBOHNJIA

ЖЕЛЕЗА

Изобретение относится к области неорганической химии, в частности к способам получения карбонила железа из железосодержащих материалов, используемого в производстве карбонильного железа, которое представляет собой своеобразную модификацию наиболее чистого железа, получаемую химическим методом.

Известен способ получения карбонила железа пропусканием окиси углерода над t0 слоем железосодержащего сырья. При этом в качестве последнего используют окисные, природные руды железа, гранулированное железо, получаемое с помощью магнитной сепарации отходов железа и содержащее 15

1,5 — 3% серы в виде FeS, железный штейн, представляющий собой сплав железа с серным колчеданом в соотношении 3: 1, а также губчатое железо «губка»), содержащее

88 — 9б 5% Fe. 20

Железная руда, пропитанная раствором сульфата никеля и восстановленная водородом при 500 С, дает количественный выход пентакарбонила железа за 21 ч при 90—

100 С и давлении окиси углерода 20 атм. 25

Из железных стружек с углем, прогретых в течение 2 ч до 950 С, а затем восстановленных водородом до железа па 72%, при

180 С и 180 атм извлечение Ре(СО)з достигает 90%. При 45 или 80 С и атмосферном 30 давлении при пропускании окиси углерода над топкораспределенным железом пли железоникелевым сплавом можно получить пснтакарбонил железа с выходом 1% (1).

Наиболее близким к изобрстению по технпческои сущности и достигнутым результатам является способ получения пентакарбонила железа из железной губки обработкой последней окисью углерода под давлением 200 атм и при температуре 200 С (2).

К основному недостатку метода следует отнести необходимость использования высокого давления. К тому же определенную сложность представляет и приготовление исходного сырья.

Целью изобретения является получение пентакарбонила железа прп более низком давлении.

Поставленная цель достигается использованием в качестве исходного железосодержащего сырья гидридов интерметаллических соединений общей формулы RFe H,, где R — редкоземельный металл, Ti или

Sc;

n=1 — 3; х=1,5 — 4.

Процесс проводят взаимодействием водорода окиси углерода и, взятых в соотношении 1 — 5: 5 — 1, с гидридами интерметаллических соединений.

Присутствие водорода способствует смещению равновесия в сторону образования

724447

l0 !

30

Формула изобретения

60

НПО «Поиск» Заказ 370/16 Изд. ¹ 237 Тираж 569 Подписное

Сапунова, 2

Типография, пр.

3 целевого продукта. Течение процесса в зпач ггельной степени нс зависит от количества реагирующих газообразных компонентов в указанном интервале соотношений. 11рименение водорода или окиси углерода в количествах, превышающих указанный предел, снижает скорость образования целевого продукта вследствие разбавления исходной газовой смеси в первом случае и затруднения доступа водорода к поверхности интерметаллического соединения во втором случае.

Все это позволяет проводить получение пентакарбонила железа при температуре

100 — 250 С и давлении 10 — 50 атм, выход продукта за 7 — 12 ч составляет 65%, чистота превышает 99,9%.

Синтез гидридов железосодержащих интерметаллических соединений осуществляется взаимодействием интерметаллида

RFe„c водородом при температуре 20—

150"С, давлении водорода 10 — 50 атм и времени взаимодеиствия 5 — 20 мин. Г1олучающиеся гидриды содержат в своих кристаллических решетках атомарный водород с концентрацией 0,08 — 0,12 r/ñì, то есть гидрирование приводит к соединениям состава КРе Н1,g 4.

Пример r. В реактор-автоклав помещают 2 г гидрида состава TiFeHt,зв, устанавливают давление водорода 25 атм и подают 25 атм окиси углерода. Процесс ведут при 220" С. Образующуюся бесцветную жидкость, отвечающую по данным химического анализа составу Fe(CO) 5, вымораживают в приемник, охлаждаемый смесью сухого льда с ацетоном. Выход Fe (СО) 5 через 7 ч составляет 65%, чистота продукта

99,9%,.

11 р и м е р 2. Получение пентакарбонила железа проводят аналогично примеру 1 при использовании 2 r TiFeHr зз, 10 атм водорода и 30 атм окиси углерода при температуре i90 Ñ. Выход продукта через 8 ч 62%, чистота 99,9%.

Пример 3. Аналогично примеру 1 проводят получение пентакарбонила железа при использовании 2 г TiFeHr,95, 2 атм водорода и 8 атм окиси углерода при 150 С.

Выход продукта через 12 ч составил 55%, чистота 99,9%, Пример 4. Аналогично примеру 1 проводят получение Ре(СО)в при использовании 2 г TiFeHr,зз, 4 атм водорода и 12 атм окиси углерода при 100 С. Выход продукта через 20 ч составил 63%, чистота 99,9% .

П р им е р 5. Аналогично примеру 1 проводят получение пентакарбонила железа при использовании 2 г TiFeHt,зв, 30 атм водорода и 10 атм окиси углерода при 210 С.

Выход продукта через 8 ч составил 67%, чистота 99,9%.

Пример 6. Аналогично примеру 1 получают пентакарбонил железа из 1,5 г

ЯсГс;Н4 прп температуре 220 С и исполь"-овапин 10 атм водорода и 40 атм окиси углерода. Выход продукта через 10 ч составил 68%, чистота 99,9%.

Пример 7; Аналогично примеру 1 получают пентакарбонил железа при температуре 190" С и использовании 1,5 r ScFeqH<, 25 атм водорода и 25 атм окиси углерода.

Выход продукта через 12 ч составил 62%, чистота 99,9%.

Пример 8. Аналогично примеру 1 пентакарбонил железа получают из 2 г

ErFeqH> при температуре 250 С и использованин 8 атм водорода и 40 атм окиси углерода. Выход продукта через 12 ч работы составил 68%, чистота 99,9% .

Пример 9. Аналогично примеру 1 пентакарбонил железа получают из 1,5 г

SmFe H при температуре 190 С и использовании 15 атм водорода и 15 атм окиси углерода. Выход продукта через 10 ч составил 60%, чистота 99,9%.

Пример 10. Аналогично примеру 1 пентакарбонил железа получают из 1,2 г

ErFeqHq,7 при температуре 220 С и использовании 20 атм водорода и 30 атм окиси углерода. Выход продукта через 12 ч составил 67%, чистота 99,9%.

Пример 11. Аналогично примеру 1 пентакарбоннл железа получают из 1,3 г

ТЬГезНз при температуре 220 С и использовании 15 атм водорода и 30 атм окиси углерода. Выход продукта через 13 ч составил 66%, чистота 99,9%.

Пример 12. Аналогично примеру 1 пептакарбонил железа получают из 2 г

HoFe2H4 при температуре 230 С и использовании 25 атм водорода и 25 атм окиси углерода. Выход продукта через 10 ч составил 65%, чистота 99,9%.

1. Способ получения пентакарбонила железа из железосодержащего материала, окиси углерода и водорода при 100 — 250 С и повышенном давлении, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения давления, B качестве железосодержащего материала используют гидриды интерметаллических сосдинений общей формулы RFe Н„, где R — редкоземельный металл, титан пли скандий, n=1 — 3; х=1,5 — 4.

2. Способ по п. 1, отл ич а ющийся тем, что используют водород и окись углерода в соотношении 1 — 5: 5 — 1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Белозерский Н. A. Карбонплы металлов. М., 1958, с. 48 — 49.

2. Белозерский Н. А. Карбонплы металлов. М., 1958, с. 54 (прототип) .