Способ очистки хлористого тионила отхлористого водорода

 

О П И С А Н И Е ц827377

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ьоаз Сооотских

Социалистических

Республик (61) дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 28.06.79 (21) 2788658/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. К .

С OIB 17j45

Государстееннык комитет (43) Опубликовано 07.05.81. Бк)ллетень № 17 (53) УДК 661.8.322 (088 8) по делам изобретений н открытий (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (72) Авторы изобретения А. Я. Боровиков, В. И. Похыль, О. С. Савельева и Г. А. Скороход л (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ХЛОРИСТОГО ТИОНИЛА

ОТ ХЛОРИСТОГО ВОДОРОДА зо 4 SOCI — S Cl + 2 SO + 3 Сl,.

Изобретение относится к способам очистки хлористого тионила.

Хлористый тионил используется, в частности, как растворитель в жидкостных лазерах. Кроме того, он применяется в литиево-хлорных источниках тока высокой энергоемкости. Однако при контакте SOCI> c атмосферной влагой вследствие гидролиза образуется хлористый водород, частично растворяющийся в нем. В присутствии же хлористого водорода в первом случае применения происходит интенсивное гашение флуоресценции, во втором — недиссоциированный хлористый водород не принимает участия в токообразующем процессе и является балластом, снижая удельные энергетические характеристики источников тока.

Содержание НС1 в SOCI может достигать значительных величин. Так, например, при очистке хлористого тионила от примесей моно- и двухлористой серы с помощью масел (льняного, подсолнечного и т. д.) содержание хлористого водорода может достигать 1 вес. . Для использования тионилхлорида в указанных выше областях содержание HCI должно быть минимальным.

Известно, что хлористый тионил может быть очищен от хлористого водорода многочасовым кипячением над металлическим литием либо натрием с последующей дистилляцией (1).

Наиболее близким к предложенному способу является способ очистки хлористого

5 тионила от хлористого водорода путем кипячения с металлическим литием в атмосфере сухого аргона в течение 24 ч с последующей дистилляцией (2). Содержание хлористого водорода при этом снижается при10 мерно до 0,01 вес. %.

Применяемые в этом способе щелочные металлы характеризуются высокой химической активностью. Обращение с ними требует специальных мер предосторожности.

15 Кроме того, щелочные металлы легче хлористого тионила и при кипячении будут контактировать с газовой фазой. Поэтому во избежание окисления и пассивации поверхности металлов очистку надо прово20 дить в атмосфере инертного газа.

При взаимодействии HCI с металлами поверхность последних покрывается плотной пленкой, крайне слаборастворимой в хлористом тиониле соли — LICI или NaCI.

25 Это затрудняет доступ растворителя к поверхности и замедляет процесс очистки.

При многочасовом кипячении происходит разложение хлористого тионила:

82737i

Все это делает процесс очистки сложным, длительным и ведет к частичной потере продукта.

Целью изобретения является упрощение и интенсификация процесса очистки хлористого тнонпла от хлористого водорода.

1 lоставлепная цель достигается тем, что хлорпстый тпоппл подвергают кипячению в течение 0,5 — 1,0 ч в присутствии гидридов металлов 1 — 3 групп Периодической системы, например LiH, LiAlH4, СаН>, и затем отфильтровывают либо перегоняют.

Отличием предлагаемого способа является использование в качестве агента, связывающего хлористый водород, металлов

1 — 3 группы Периодической системы.

Другое отличие способа состоит в том, что целевой продукт выделяют фильтрованием или дистилляцией.

Содержание хлористого водорода в «сходном растворе до и после очистки определяют методом ИК-спектроскопии по характеристической полосе при v 2800 см — .

Гпдриды металлов реагируют с хлористым водородом при комнатной температуре. Так, при выдерживании хлористого тионила с исходным содержанием HCI 0,91 /, с гидридом лития в течение 130 ч содержание хлористого водорода в хлористом тиониле уменьшается до 0,04 вес. / . Но для уменьшения времени обработки хлористый тионил необходимо обрабатывать гидридами при повышенных температурах в условиях, предотвращающих попадание влаги.

Количество гидрида металла выбирается достаточным для полного связывания хлористого водорода.

Пример 1. В колбу с обратным холодильником загружают 84 г хлористого тионила с содержанием НС1 0,91 / (2,0 10 — г-экв.). Постепенно прибавляют

1 г (0,125 г-экв.) гидрида лития и кипятят

30 мин, после чего хлористый тионил фильтруют через фильтр Шотта № 4 для отделения LiH. Все это проделывают в сухой атмосфере (осушитель — пятиокись фосфора).

Содержание НС1 в очищенном хлористом тиониле 0,0108 вес. / .

Пример 2. В условиях примера 1 к хлористому тионилу прибавляют 1 г LiAIH4 (2,63 10 — г-экв). Кипятят 40 мин.

Содержание НС1 в отфильтрованном хлористом тиониле 0,0098 вес. / .

Пример 3. В условиях примера 1 к хлористому тионилу прибавляют 1 r CaH (2,44 10 — г-экв.). Кипятят 45 мин. Содержание НС1 в очищенном хлористом тиониле после фильтрования 0,0196 вес.

Пример 4. В колбу с обратным холодильником, снабженным хлор кальциевой труокой, загружают 84 г хлористого тионила с содержанием НС1 0 91 вес. / (2,0 10 — г-экв.). Постепенно прибавляют

1 г (1,25 10 — г-экв.) гидрида лития, кипятят

30 мин, после чего хлористый тионил перегоняют. Все это проделывают в сухой атмосфере (осушитель — пятиокись фосфора). Содержание HCl в очищенном хлористом тиониле 0,0110 вес. / .

Пример 5. В условиях примера 4 к хлористому тионилу прибавляют 1 г (2,63 10 г-экв) LiAIH4. Кипятят 40 мин, затем хлористый тионил перегоняют.

Содержание НС1 в отогнанном хлористом тиониле 0,022 вес. / .

Как видно из примеров, применение гидридов металлов для очистки хлористого тионила от НСl позволяет достичь необходимой степени очистки по HCI, что отвечает показателям, достигаемым при обработке растворителя щелочными металлами.

При очистке тионилхлорида от НСl гидридами металлов не требуется работать в атмосфере инертного газа, что значительно упрощает процесс в сравнении с прототипом.

Формула изобретения

1. Способ очистки хлористого тионила от хлористого водорода при кипячении в присутствии агента, связывающего хлористый водород, с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью упрощения и интенсификации процесса, в качестве агента, связывающего хлористый водород, используют гидриды металлов 1 — 3 групп Периодической системы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что целевой продукт выделяют дистилляцией или фильтрованием.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. J. Electrochem. Soc., 120, № 12, 1619—

1623, 1973, с ил. W. W. Behe, 1. А. Christopulos, М. Ramirez, S. Gilman., Lithium

Inorganic Electrolyte Cells utilizing solvent

Reduction.

2. J. Electrochem. Soc., 120, № 12, 1613—

1619, 1973, с ил. J. J. Auborn, К. W. French, S. 1. Lieberman, V. V. Shah, А. Heller., Lithium Anode Cells Operating at Room

Temperature in Inorganic Electrolytic solu.

tions.