Способ получения кислых триполифосфатов калия

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 0511р0 (21) 3224835/23-26 с присоединением заявки HP— (51)М.Кл з

С 01 В 25/40

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опублмковано 23.1282. Бюллетень HP 47 (531УДК661. 832, .458(088.8) Дата опубликования описания 2:И232

1 г (72) Авторы изобретения

Е.A.Ïðîäàí и И.Л.Шашкова

Институт общей и неорганической хи

AH Белорусской CCP (73) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛЫХ ТРИПОЛИФОСФАТОВ

КАЛИЯ

Изобретение относится к способам получения кислых триполифосфатов калия, которые могут быть использованы для получения двойных солей, применяемых в качестве сложных удобрений и моющих средств.

Известен способ получения кислоготриполифосфата калия, отвечающего формуле КЗН1РЗО„о-ХН Р, где Х вЂ” 1,07-1, 18, путем взаимодействия среднего .триполифосфата калия с соляной кислотой при пониженной температуре, обработки реакционной среды охлажденным этиловым спиртом с последующей кристаллизацией продукта, отделени- 15 ем его от маточного раствора и сушкой f17.

Недостатком этого способа является невозможйость получения индивидуального соединения, вследствие захвата продуктом маточника.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения кислого .триполифосфата калия, 25 отвечающего формуле Кз H>P30„p(1-.2) НоО. ,включающего взаимодействие насыщенного раствора среднего триполифосфата калия концентрации 3-3,5 г моль/л с равным или большим объемом ледяной 30 уксусной кислоты концентрации 17,217,5 r-моль/л при 0-15 C, при ионном соотношении водорода и калия, равном (1-1,7):1, обработки реакционной среды метиловым спиртом, с последующей .кристаллизацией продукта. Далее продукт отделяют от маточного растйора и сушат при 18-23оC и относительной влажности воздуха

30-60% (2).

При обработке охлажденной реакционной смеси метиловым спиртом кислая соль выпадает в виде масла, которое быстро кристаллизуется. Это приводит к окклюзии маточного раствора при кристаллизации и получению продукта, содержащего 1,3-1,7 моль воды.

Примесь уксусной кислоты уменьшает устойчивость кислого триполифосфата калия.

Недостатком известного способа является невозможность получения индивидуального соединения и пониженная устойчивость продукта вследствие присутствия постороннего аниона, Целью изобретения является получение индивидуальных и устойчивых соединений, отвечающих формулам

К НЗР30 р 2Н О и КЗН РЗО,о-Н О., исполь983042 зуемых в составах сложных удобрений и моющих средств.

Поставленная цель достигается способом получения кислых. триполифосфатов калия, заключающимся в том, что в качестве кислоты. берут триполифосфорную:кислоту, взаимодействие ведут в присутствии метилового спирта при ионном соотношении водорода и калия, равном (1:1,8)-(5:1), при температуре О-5 С сушку ведут при 10

15-25ОС и относительной влажностью воздуха 15-30%, при этом концентрация среднего триполифосфата калия и триполифосфорной кислоты в растворах поддерживают равной 0,10-0,20 и 0,15-)5

0,20 r-моль/л ссответственно, и рН реакционной среды поддерживают равным 0,79-4,30.

Изобретение позволяет получить устойчивые индивидуальные кристаллические соединения, не содержащие посторонних ионов .

Ионное соотношение водорода и калия, равное (1:1,8)-(5:1), является оптимальным для получения индивидуальных соединений. При соотношениях ниже и выше укаэанные соединения полу. чить невозможно.

Триполифосфатный анион подвергают гидролитическому разрушению. При температуре взаимодействия выше 5 С скорость гидролиза возрастает. В интервале температур О-5ОС соединения калия содержат 95-100% фосфата в виде триполифосфата.

При температуре ниже 0 C получаемые продукты не превосходят по чистоте продукты, синтезированные в оптимальном интервале, но процесс получения усложняется из-эа вымораживания воды, 40

Режим сушки обусловлен предотвращением гидролитического разрушения продуктов.

Тригидротриполифосфат калия

К2НЗРзО о 2Н20 получают при ионном 45 соотношении водорода и калия, равном (1,1:1)- (5 : 1), рН при О С 0,791,81. !

При соотношении водорода и калия более 5:1 и рН менее 0,79 кристалли- О ческий продукт при обработке метиловым спиртом не осаждается.

Дигидротриполифосфат калия

КЗН2рзо Н О получат при ионном соотношений водорода и калия, равном (1:1,8)-(1:1,1), и рН при О С 2,83

4,30.

При соотношении водорода и калия менее 1:1,8 и рН более 2,83 получают смесь солей К Р301о.и К, НРзОщв Н20.

Получение укаэанных соединений калия в зависимости от атомного соотношения водорода к калию и рН иллюстрируется в табл.1 (концентрации триполифосфорной кислоты и среднего триполифосфата калия в растворах составляют 0,20 и 0,12 г/моль/л).

При концентрациях среднего триполифосфата калия и триполифосфорной кислоты менее 0,1 и, 0,15 г-моль/л соответственно уменьшается выход продуктов при осаждении их метиловым спиртом или увеличивается расход осадителя. При концентрациях реагентов выше 0,2 r-моль/л продукт загрязняется арто- и пирофосфатами, вследствие высокой скорости гидролиэа триполифосфатного аниона.

Из данных табл.1 следует, что индивидуальные гидраты триполифосфатов .калия получают согласно интервала атомных соотношений водорода к калию и рН растворов.

Устойчивость полученных кислых триполифосфатов калия характеризуется наличием орто-, пиро- и триполифосфата при механической и термической обработке солей, что иллюстрируют табл.2 и 3.

Из данных табл.2.следует, что триполифосфаты калия с дробным числом молей воды менее устойчивы и содержание орто- и пирофосфата в них, в зависимости от времени обработки„ больше, чем в моногидрате дигидротриполифосфата калия.

Из данных табл.3 следует, что три-. полифосфат калия с дробным числом молей воды менее устойчив, так как количество орто- и пироформы в нем с увеличением температуры и времени выдержки больше, чем в моногидрате дигидротриполифосфата калия.

Пример 1. Для получения

КЗН Р О„О Н О 15 мл раствора триполифосфорной кислоты (c=0,15 r-моль/л ) и 12,5 мп раствора триполифосфата калия (c=0,2 r-моль/л ) смешивают при О С в отношении Н:К=1, О:1,1.

Осаждением метиловым спиртом и высушиванием при 15 С и относительной ,влажности воздуха 15% получают 1,25.г соединения состава КЗН2Рg010 Н20, содержащее 98ЪР. в виде триполифосфата. Теоретический выход 1,5г.

Пример 2. Для получения

К И Р О„о 2Н 0 15 мл раствора триполйфосфорной кислоты (с= 0,15 г-моль/л) и 10 мл раствора триполифосфата калия (a=0,2 г-моль/г ) смешивают при 0 С в отношении Н:К=1,1:1,0. Осаждением метиловым спиртом получают 1,6 r соединения состава К2Н Р 01 .2Н О содержание фосфора в виде триполифосфата 95% (продукт сушат при 25ОС и относительной влажности воздуха

ЗОВ). Теоретический выход 2,1 r.

Предлагаемый способ позволяет получить чистые индивидуальные соединения, которые являются исходными для получения сложных комплексных удобрений и высокоэффективных, моющих средств.

983042 аблица 1

К20

Ъ рн

Соединение

24,9, 24,5

1,1 : 1,0

88,9

1,81

К2Н 3Р2О 0 2Н20

1,4 : 1,0

24,9 24,7

2,06

Х ° Ч е

1,7 Ф 1,0 !

93,2

25,2

16,9

1,69

93,7

16,9

24,9

1,80

16,8

98,0

1,09

3,1 : 1,0

97,6

17,1

1,52

24,3 24,8 . 95,3

17,2

3,9 : 1,0

1,31

25,7 24,5

92,8

1711.

0,79.9,55

23,1 35,5

97,5

КЗН2Р О,О.Н О

4,30

1,0 : 1,4

23,9 -35,2

98,9

9,30

2,75

2,83

35,8

92,9

23,7

9,80

1,0 Ф 1,1 "Габлица 2 °

Содержание фосфора, мас.Ъ s виде триполифосфата ортофосфата пирофосфата

К Н2Р О х Н20 . :(х=1,0) 98,0

0,5

2,4

3,0

145

0,4

0к2

300

95 3

2,7

1,9

700

К Н2Р О, .х Н О (х = 1,1) 99,5

0,5

99,3

0,7

150

97,5

1,9

255

7,2

88,8

4,8

600

К Н РЗО 0 " Н2О

98,5

0,5

1,0

95,8

2 ô 1

2,1

150

1,,6

95,9

2,5

250

89,0

6,3

2,4

600

Атомное отношение

Н:К

2 0 : 1,0

2,5 : 1,0

5,0: 1,0

1к0 с 1т8

Время обработки, мин

17,9

16,08

24,8

24,8

25,1 25,5

24,4 24,9

P в виде триполифосфора, Ъ

94,6

95, 4

983042

Таблица 3

Время выдержки мин

Температура выдержки, С

Содержание, мас.Ъ в виде

) I ортофосфата

К НР О.,е 1р5НуО

1,з

3 5

95,2

З1,4

З7,7

480

30,9

19,3

27,8

270

100

52,9

120

34,0

830

12,2

49,3

3,6

95,1

1,3

1,5

95,5

3,0

600

35,8

41,0

100

23,2

360

22,2

43,3

120

29,6

330

Формула изобретения

Составитель Г. Целищев

Редактор Н. Рогулич Техред С.Мигунова

Коррек тор. А . Фере нц 9822/25 Тираж 509

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное.

Заказ филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,4

1. Способ получения кислых три- Зр полифосфатов калия путем взаимодейст- вия среднего триполифосфата с кислотой, обработки смеси метиловым спир том с последующей кристаллизацией

:продукта, отделения его от маточного раствора и сушкой, о т л и ч а юшийся тем, .что, с целью получения индивидуальных устойчивых соеди. нений, отвечающих формулам К<Н>Р>0<>х.

М2Н О и К Н РВО р Н О, используемых 4р в составах сложных удобрений и моющих средств, в качестве кислоты берут триполифосфорную кислоту, концент.рации среднего триполифосфата калия и триполифосфорной кислоты в раствопирофосфата триполифосфата рах поддерживают равными 0,10-0,20 и 0,15-0,20 г-моль/л и взаимодействие ведут при ионном отношении водорода и калия, равном (1:1,8)-(5 1).

2. Способ по п.1, .о т л и ч а юшийся тем, что процесс взаимодействия ведут при 0-5 С, сушку при 1525ОС, а относительную влажность воздуха при сушке поддерживают равной

15-30В.

3. Способ по п ° 1, о т л и ч аю шийся тем, что процесс взаимодействия ведут при рН 0,79-4,30.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Bull Soc (him France, 1966, 1717-1740.

2. Ыдеы О ее, 1955, 67, 654.