Способ получения пятисернистого фосфора

 

/ °

И. С. Никандров, В. В. Загурская, N.A. Ломов, Т.С. Сергиенко и С ° Е. Когтев

" 4)

Горьковский ордена Трудового Красного Зна авй политехнический институт им. А.А. Жданов - " >. а,",(4 " йе 3 и Волжский филиал Ленинградского государ твенйЬЩи;.-„-.„, научно-исследовательского и проектного инс. основной химической промышленности (72) Авторы изобретения (7l ) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЯТИСЕРНИСТОГО ФОСФОРА

Изобретение относится к технике получения сульфида фосфора путем вза. имодействия.расплавов фосфора и серы

s расплаве пятисернистого фосфора.

Известен способ получения пятисернистого фосфора взаимодействием серы и фосфора в .расплаве при избытке се= рн 0,5-5ь (1 3

Недостатком этого способа является высокая вязкость реакционной массы затрудняющая перемешивание и приводящая к неоднородности среды, и то, что в результате продукт содержит наряду с Р4Ъ и P4S(j.

Присутствие, низшего сульфида при дальнейшем использовании приводит к получению повышенного содержания в продуктах реакции со спиртами полимерной формы алкилтиофосфорных кислот, содержащих соединения типа R-P-P-R, где R - -алкильный радикал..

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получе2ния пятисернистого фосфора, включающий введение серы и избытка фосфора в расплав пятисернистого фосфора, вы держку смеси при 400-450 С, добавле" о ния серы до концентрации фосфора в расплаве 28,23, повторную выдержку и кристаллизацию продукта (2 .

Однако такое осуществление процес. са не исключает образования и содер" жания в продукте низших сульфидов, поскольку фосфор остается в массе в избытке от стехиометрии.íà Р45.1р. Содержание низших сульфидов фосфора s продукте по известному способу 10153 (в пересчете íà P4Sg), т..е. выход продукта составляет 85-903.

Целью изобретения является повышение выхода продукта и снижение примесей низших сульфидов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения пяти" . сернистого фосфора, включающему вве дение серы и избытка фосфора в расплав пятисернистого фосфора, выдерж3 998334 ку смеси при 400-450ОС, добавление фосфора загружают 100 г фосфора и серы до концентрации фосфора в рас- 248 г серы и выдерживают 5 мин, доплаве 27,0-27,6 вес. 3, повторную вы- бавляют 23 r серы и выдерживают Змии держку расплава при 295-305 С, допол- при 300ОС, добавляют 5 г фосфора и нительное введение фосфора до стехио- s кристаллизуют. Выход продукта 874,94 г метрического соотношения. реагентов и (99,88), низшие сульфиды отсутствуют, кристаллизацию. свободной серы 0 13, указанные условия, приведенные в . Пример 4. В реактор, разогретаблице, прзволяют осуществлять про тый до 450 С, с 500 r пятисернистого цесс одновременно в условиях минималь 14 фосфора загружают 100 г фосфора и ной вязкости и наивысшей скоРости 248 r серы и выдерживают 5 мин, довзаимодействия, а отсутствие свобод- бавляют 31 г серы и выдерживают 3 мин ного фосфора s системе. сверх стехио- при 300ОС, добавляют 8 г фосфора и метрии исключает возможность кристал". кристаллизуют. Выход продукта 834,66 г, лизации PgSj и P4 S>. 15 что составляет 94,13; низшие сульфиды .По предлагаемому способу выход отсутствуют, содержание свободной сеародукта составляет 99,94. ры 2,14.

Способ осуществляется следующим Пример 5. В реактор, Разогреобразом. тый до 450 С, с 500 г пятисернистого

Фосфор и серу непрерывно д зиру т щ фосфора загружают 100 г фосфора и (в соотношении сеРа-фосфоР 2,63-2,7) 248 г серы, выдерживают 3 мин при в Расплав пЯтисернистого фосфоРа, со 300 С и кристаллиэуют. Выход продукдеРжащий не менее 29,5Æ Фосфор ВРе та 84j,04 r, что составляет 0,3ô, мЯ взаимоДействиЯ на пеРвой стаДии свободная сера отсутствует. поддерживают равным 3 5 мин при тем- gg " Р и м е р 6 В реактор, раэогрепературе 400-450 С. Плав из первой тый до 450ОС, с 500 г пятисернистого . секции, винтовым шнеком пеРеносЯт во фосфора эагр Ужают 100 r Ф вторУю секцию. В приемную камеРУ шне- 248 г серы и выдерживают 5 мин, добака подают сеРУ и понижают содержание вляют 7 г серы, выдерживают 3 мин при фосфора в плаве до 27,0-27,63. Перед 300ОC и кристаллизуют. Выход продуквыходом плава из второй секции вводят та составляет 772,06 r (90,33), соостаточное количество фосфора, необ- держание низших сульфидов,4,14, своходимое для достижения стехиометри- бодная сера отсутствует. ческого соотношения в расчете на P S<< Пример 7. В реактор, разогреВзаимодействие во второй секции про тый до 450 С, с 500 г пятисернистого водят при температуре 300 С в течение фосфора загружают 100 г фосфора и о 3$

3-5 мин. 248 г серы и выдерживают 5 мин, добаIl P и м e P 1 ° B Реактор с 500 г вляют 7 г серы, выдерживают 3 мин при пЯтисеРнистого ФосфоРа, РазогРетый 450 С и кристаллизуют. Выход продукдо 450 С, загружают 100 г Фосфора и та 849,01 г, что составляет 99 3, 248 г серы, выдерживают 5 мин, добав- содержание низших сульфидов 0,3> лЯют 14 г сеРы и выдеРживают 3 мин сободная сера отсутствует. при температуре 300ОС, добавляют Таким образом, из примеров видно, 1,5 г фосфора и кристаллиэуют. Выход что оптимальным является проведение . продукта 863,15 г,. т.е. 99 964 Низ процесса на второй стадии в условиях шие сульфиды и свободная сера отсут 4з содержания фосфора в плаве 27,0-27,6 ь ствуют. при 295-305 С. При меньшем содержаIl р и м е р 2. В реактор, «раэогре нии Фосфора возрастает количество о I тый до 450 С, с 500 r пятисернистого свободной серы в продукте, а придальфосфора загружают 100 г фосфора и нейшем приближении температуры к точ248 г серы и выдерживают 5 мин Ao" ® ке плавления или при ее увеличении бавляют 14 r серы и выдерживают 3 мин плав становится более вязким, и в ре.при температуре 450 C добавляют о. зультате снижается скорость вэаимо1,5 г фосфора и кристаллизуют, Выход действия и в продукте также содержитпродукта 835,86 г, что составляет ся свободная сера. При количестве

96,83.. Низшие сульфиды отсутствуют, ss фосфора на второй стадии более 27,63 содержание свободной серы 1,13,продукт содержит низшие сульфиды и

Пример 3. В реактор, разогре выход продукта (P+S< } падает. ПриО тый до 450 С, с 500 г пятисернистого сутствие низших сульфидов подтверждаСодержание фосфора. в сплаве, Ж

Константа скорости взаимодействия

1P@

Абсолютная вязкость, м»с/м

Температура, OC

О 960

300

0,24

О, 760

350

26,5

0,400

400

О 31

450

О, 340

О, П96

1,04

300

350

1 03

О, 190

27,0

0,96 п,338

400

0,87

450

О >552

0,043

300

О, 056

27,6

350

0,20&

0,228

400

1,00

450

0,035

0,98

300

0,96 0,055

350

27,9

0,84

О, 096

400

450

0,76

О, 110

% 4 .В334

4 . ется и появлением осмола при получе- кристаллизации предлагаемой смеси сонин дибутилтиофосфорной кислоты. ставляет 275 - 288©С.

Проведение повторной выдержки при Конечный продукт должен содержать

295-305 С обусловлено тем, что с уве.- 27»9Ф фосфора, что -достигается корличением температуры вязкость реакци- з ректировкой пятисернистого к сфора, онной смеси возрастает, константа содержащего 27 0-27,63 фосфора, путем скорости реации снижается. добавления фосфора перед стадией крис. таллизации до стехиометрического соТак, если расплав с-содержанием отношения. фосфора;27-27,63 при 300 С имеет .вяз- в Только строгое соблюдение содержа .кость 0,096-0,043 м с/м и констан у ния (27,93 Фосфора) позволяет полую скорости реакции (1 04-1, 11) 10

Снижение температуры менее 295ес. при M HocTN 6000 нецелесообразно, так как температура i700 тыс.

998334

Продолжение таблицы .одержание фосфора в сплаве, Ф

ЮВЮ Ю

Абсолютная вязкость, м с/м

Константа скорости взаимодействия

10 с, Температура, С

О, 019

0,96

300

0,85

0,075

350

28,4

400

0,81

О, 091

0,89

0,083

450

0,031

0,88

300

0.71

0,083

350

0,84

400

0,057

0,022

0,97

450 формула изобретения

Составитель Т. Беренштейн

Редактор Г. Волкова Техред М.Гергель Корректор С. Векмар

Заказ 1055/36

Тираж 469 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

1. Способ получения пятисернистого фосфора, включающий введение серы и избытка фосфора. в .расплав пятисернистс1го фосфора, выдержку смеси при

400-450 С, добавление серы, повторную выдержку и кристаллизацию, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода продукта и снижения примесей низших сульфидов, серу добавляют до концентрации фосфора в

35 расплаве 27,0-27,6 вес, 3, а перед кристаллизацией дополнительно вводят" фосфор до стехиометрического соотношения реагентов, 2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что повторную выдержку расплава ведут при 295-305 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании М I050137, кл. С 1 А, 1966.

2. Патент ГДР и 119198, кл. С 01 В 25/14, 1976.