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DE2028075A1 - Verfahren zur kontinuierlichen Her stellung von reiner konzentrierter phos phonger Saure - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen Her stellung von reiner konzentrierter phos phonger Saure

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Publication number
DE2028075A1
DE2028075A1 DE19702028075 DE2028075A DE2028075A1 DE 2028075 A1 DE2028075 A1 DE 2028075A1 DE 19702028075 DE19702028075 DE 19702028075 DE 2028075 A DE2028075 A DE 2028075A DE 2028075 A1 DE2028075 A1 DE 2028075A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
phosphorous acid
phosphorus
oxide
iii
continuous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19702028075
Other languages
English (en)
Inventor
Dieter Dr χ 1017 Berlin Crahmer Heinz Dr χ 4602 Piestentz Rohner Martina χ 1055 Berlin COIb 25 22 Heinz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH
Original Assignee
SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH filed Critical SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH
Publication of DE2028075A1 publication Critical patent/DE2028075A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/16Oxyacids of phosphorus; Salts thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Erfinder: Piesteritz, den 19. August 1970
Dr· Dieter Heinz 909PQT^
Dr· Heinz Crahmer
Dipl.-Chem. Jivlartina Rohner
Zusteilungsbevollmächtigter:
VSB Stickstoffwerk Piesteritz, P 4/Patentbüro
Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von reiner konzentrierter phosphoriger Säure
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Her-Stellung von reiner konzentrierter phosphoriger Säure durch Hydrolyse von Phosphor (HI)-oxid.
Zur Herstellung von phosphoriger Saure sind nur wenige Verfahren bekannt, von denen die Hydrolyse von Phosphor(lII)-chlorid am weitesten verbreitet ist· Auch durch Oxydation von farblosem Phosphor an feuchter Luft entsteht neben einer Reihe anderer Produkte 'phosphorige Säure, Desweiteren entsteht sie in Form verdünnter, wäßriger Lösungen, wenn sich festes Phosphor (IH)-oxid langsam in kaltem Wasser löst, bzw. wenn geschmolzenes Phosphor(Ill)-oxid mit kaltem Wasser geschüttelt oder v/em in Benzol gelöstes Phosphor(Ill)-oxid mit kaltem Wasser verrührt wird.
Die genannten Verfahren zur Herstellung von phosphoriger Säure v/cioeii mehrere U'achteile auf. So werden bei der Hydrolyse von Phosphor(III)-chlorid, bedingt durch den Reaktionsablauf, bis zu 5 c/o Phosphorsäure und entsprechende Mengen Phosphorwasserstoff durch Disproportionierung gebildet, so daß verunreinigte phorjphorige Säure entsteht. Gleichzeitig ist dieses Verfahren an die Bildung von 3 Teilen Salzsäure gebunden, die als nebenprodukte entfernt werden müssen.
Die Oxydation von Phosphor in feuchter Luft liefert nur etwa ?A. % an phosnhoriger Säure im Gemisch mit anderen Phosphornüuren.
BAOORlQfNAL 1098 17/1797 - 2 -
fr
Beim Schütteln von vorher geschmolzenem Phosphor(III)-oxid bei Zimmertemperatur mit einem großen Überschuß Wasser werden nur stark verdünnte Lösungen von phosphoriger Säure erhalten« Zur quantitativen Umsetzung des Oxids ist nach diesem Verfahren außerdem eine Zeit von ca» 18 Stunden erforderlich»
Hit warmem Wasser bzw« bei hohen Konzentrationen an phosphoriger Säure entsteht mit Phosphor(Ill)-oxid eine mit Phosphorsuboxiden und Phosphorsäure stark verunreinigte phosphorige Säure«
Me Umsetzung von in Benzol gelöstem Phosphor(III)-»oxid mit Wasser führt erst nach zwei Stunden zu ebenfalls verdünnten Losungen von phosphoriger Säure und hat außerdem den Nachteil, ™ daß Benzol zusätzlich als-Medium benötigt wird»
Letztere drei Verfahren sind als diskontinuierliche Verfahren beschrieben»
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde9 durch Umsetzung von PhosphorClII)-oxid und V/asser reine phosphorige Säure als hochkonzentrierte wäßrige Lösung oder in kristalliner Form bei jeweilig quantitativem Umsatz von Phosphor(III)-oxid und kurzen Reaktionszeiten kontinuierlich herzustellen« -
Es wurde gefunden, daß Wasser mit Phosphor(III)-oxid im Molverhältnis >6 : 1 in wenigen Minuten in reine phosphorige Säure überführt werden kann, wenn man beide Reaktionskomponenten unter einem Schutzgas bei Temperaturen unterhalb bü 0C einer intensiven Durchmischung unterwirft·
Die intensive Vermischung der Reaktionslösung wird mittels hochtouriger Rührer oder Vibratoren bzw· anderer geeigneter Intensivmischverrichtungen erreicht.
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überraschenderweise zeigte es sich, daß unter diesen Bedingungen keine Hebenreaktion zu Phosphin, Phosphorsäure oder Phosphorsuboxiden eintritt und daß man wäßrige Lösungen an reiner phosphor iger Säure einhält, deren IConzentration abhängig von den angewandten .Mengenverhältnissen der Ausgangsstoffe beliebig hoch "bis 93 Yo einstellbar ist· Die so hergestellte phosphorige Säure ist beim Einsatz von reinem Phosphor(III)~oxid frei von jeglichen Verunreinigungen· Wird phosphorverunreinigtes Phosphor(III)-O3iid eingesetzt, erscheinen die im Oxid gelösten Anteile farblosen Phosphors unterhalb 44 0G als unumgesetzte feste Partikel in der wäßrigen phosphorigen Säure und können durch filtration abgetrennt werden·
Die Reaktion von Phosphor(III)-oxid mit 7/asser vollzieht sich unter den gefundenen Bedingungen in weniger als 10 Minuten· Dadurch ist es möglich, den Prozeß vorteilhaft kontinuierlich zu gestalten·
Zweckmäßigerv/eise wird dazu so verfahren, da3 man die Komponenten Phosphor(Ill)-oxid und Wasser einem geeigneten Reaktionsgefäß kontinuierlich zuführt und unter Schutzgas wie ϊϊρ °^e'^ COp intensiv durchmischt· lach einer Verweilzeit von 2 bis 10 Minuten, vorzugsweise 5 Minuten, und Einhaltung einer Temperatur von 0 ° bis 50 0G, vorzugsweise 30 0G, wird die Reaktion^lösung,kontinuierlich abgezogen· Zur Gewinnung eines kristallinen Produktes wird die phosphorige Säure durch Eindampfen bzw· Abkühlen zur Kristallisation gebracht und in an sich bekannter Weise isoliert·
Verbleibende Mutterlaugen können, wie in der Erfindung ausgeführt wird, durch Umsetzung mit Phosphor(III)-oxid unter gleichen Bedingungen aufkonzentriert werdeno
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auf direktem Wege ohne Hebenproduktbildung aus Phosphor(IH)-oxid und Wasser reine hochkonzentrierte phosphorige Säure hergestellt und gegebenenfalls mit geringem Aufwand kristallin gewonnen werden kann· Ein weiterer Vorteil liegt in dem kontinuierlich gestalteten Prozeß·
- 4 10 9 8 17/1797
Die -Erfindung wird an folgenden Beispielen erläutert:
Beispiel 1 :
Phosphor(III)-oxid wird unter N2 als Schutzgas in den -·Ιο1-verhältnissen entsprechend der Tabelle unter intensivem Rühren, zum Beispiel unter Verwendung eines Flügelrührers mit 2000 U/min mit destilliertem Wasser zur Reaktion gebracht«
Während der Reaktion wird die Temperatur zum Beispiel auf 30 0G gehalten· Nach einer Reaktioneeit von 5 Minuten ist die Um- . setzung beendet· Es liegt eine dem Einsatzverhältnis entsprechende Konzentrierte wäßrige phosphorige Säure vore
) Der im Phosphor(III)-oxid gelöste Anteil farblosen Phosphors, ca· 0,1 %9 verbleibt bei Temperaturen unter 44 0C in Form fester Partikel, darüber in Form von Tröpfchen, in der phosphorigen Säure und wird durch Filtration unter Np als Schutzgas von dieser getrennt« Durch Kühlung auf 0 0C wird aus den in der Tabelle aufgeführten Lösungen mit Gehalten über 56 % reine phosphorige Säure zur Kristallisation gebracht·
Die 56$igen wäßrigen Lösungen von phosphoriger Säure werden durch Eindampfen bei 55 0C und unter äinentDruck von 14 Torr aufkonzentriert. Der nach dem Abdampfen des Wassers erhaltene Rückstand erstarrt bei 20 0 zu kristalliner phosphoriger Säure·
| Beispiel 2:
100 Teile einer 77$igen phosphorigen Säure, die als Mutterlauge nach Abtrennung kristalliner phosphoriger Säure erhalten wurde, werden bei 30 0C unter COp als Schutzgas mit 22 Teilen gereinigtem Phosphor(III)-oxid wie unter Beispiel 1 gemischte Nach ca 5 i'iinuten ist die Reaktion beendet, und es liegen 122 Teile einer 90%igen phosphorigen Säure vor,. Diese wäßrige phosphorite Säure wird auf 0 0C abgekühlt· Aus der Losung kristallisieren 74 Teile 9o,5^iger H3PO3 mit einer Reinheit von 100 c,o Phosphor(111), bezogen auf den Phonphorgohalt aus«
10 9 8 ,7/1797
BAD ORfGfNAL
Beiapiel 3:
In 100 Teilen einer 89%igen reinen wäßrigen phosphorigen Säure wird bei 40 0G unter GOp als Schutzgas und unter intensiver Durchmischung wie in Beispiel 1,'gereinigtes Phoaphor(III)-oxid und gereinigtes Wasser im Verhältnis von 1,00 : 0,676 Teilen kontinuierlich so zur Reaktion gebracht, daß je Minute weitere 10 Teile 89%iger wäßriger phosphoriger Säure entstehen·
Gleichzeitig werden je Minute kontinuierlich 10 Teile der 89%igen phosphorigen Säure abgezogen und in einem Sprühturm durch Verdampfen des Wassers zu kristalliner phosphoriger Säure kontinuierlich aufgearbeitet, lach 20 Minuten sind 180 Teile 99%iger phosphoriger Säure mit einem P : Έ -Verhältnis von 1,0
ges·
und einer Ausbeute von 100 %t bezogen auf Phosphor(III)-oxid, entstanden·
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Tabelle
Einsatz
Mol-Verh·
P4°b:H
20 Rkt. Temp,
(0C)
25 Rkt,Zeit
(min)
Konz.d.
H3PO3
(Gew.-%)
Anal
TTT
/O JT
.yse der krist«,
HoPOo
ot ρ ίί υ pn
ges·ι 3 3
u 1 i 20 0 50 45 56 37,78 I ■ .
37,76 j 98,3
2. 1 j ί 20 30 5 56 37,80 37,80 I 97,9
3. 1 ' 10 .31 VJl 56 37,80 37,81 J 98,0
1 ! 7,66 35 VJl 82 37,78 37980 j 97,5
5. 1 - : 6,94 5 92 37 ,-80 37976 J 97,4
6. ■4 5 95 ■ 37879 37$75 J 97,8
i
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Claims (1)

Patentansprüche:
1. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung»von reiner konzentrierter phosphoriger Säure atis Phoaphor(III)-oxid und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß beide Komponenten nach kontinuierlicher Zusammenführung bei Temperaturen zwischen 0 "° und 50 0C, vorzugsweise 30 0C, unter einem Schutzgas, beispielsweise Stickstoff oder Kohlendioxid, intensiv vermischt werden und das Reaktionsprodukt nach einer Verweilzeit von bis zu 10 Minuten, voraugsv/eise 5 Hinuten, kontinuierlich abgezogen und gegebenenfalls durch Eindampfen und Abkühlung in an sich " bekannter "/eise auf ein kristallines Produkt, aufgearbeitet wird·
2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ι daß Sie bei der Herstellung kristalliner phosphoriger Säure entstehenden Mutterlaugen für die Umsetzung mit Phosphor(IlI)— oxid wieder verwendet werden.
- Hierzu 1 Blatt Tabelle -
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DE19702028075 1969-08-25 1970-06-08 Verfahren zur kontinuierlichen Her stellung von reiner konzentrierter phos phonger Saure Pending DE2028075A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DD14207369 1969-08-25
GB2963470 1970-06-18
NL7009066A NL7009066A (de) 1969-08-25 1970-06-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
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DE3725583A1 (de) * 1987-08-01 1989-02-09 Budenheim Rud A Oetker Chemie Verfahren zur herstellung einer eisen- und arsenarmen phosphorigsaeure-loesung

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