DE2821188C2

DE2821188C2 - Verfahren zum Destillieren von Phosphorpentasulfid

Info

Publication number: DE2821188C2
Application number: DE2821188A
Authority: DE
Inventors: Pietro Ponte Nuovo di Magenta Milano Molla
Original assignee: SAFFA SpA MILANO IT
Current assignee: SAFFA SpA MILANO IT
Priority date: 1977-05-20
Filing date: 1978-05-13
Publication date: 1982-06-09
Also published as: IT1078952B; GB1571369A; US4374706A; NL7804945A; FR2391156B1; BE866912A; NL173947B; FR2391156A1; DE2821188A1; JPS53142998A; JPS558928B2; NL173947C

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Destillieren von Phosphorpentasulfid, bei dem das Phosphorpentasulfid durch Erhitzen auf eine unter dem Siedepunkt liegende Temperatur verflüssigt, das verflüssigte Phosphorpentasulfid unter reduziertem Druck bei einer Temperatur von 365 bis 380° C verdampft und die Phosphorpentasulfid-Dämpfe durch Abkühlung kondensiert werden.

Es ist bereits bekannt, die Destillation von Phosphorpentasulfid (P2S5) bei atmosphärischem Druck durchzuführen, wobei unter diesen Bedingungen eine Temperatur von 515 bis 520°C zum Sieden eines derartigen Gemisches benötigt wird. Wenn das Phosphorpentasulfid auf eine so hohe Temperatur aufgeheizt wird, werden Verunreinigungen gebildet, die meist aus anderen Pentasulfiden als P2S5 bestehen, wobei ein Zerfall von 40% des P₄Sio-Moleküls in P2S5 und eine starke Korrosion des Metall-Destillierapparates eintritt, woraus ein schnelles Versagen resultiert. Diese Korrosion führt auch zu einem Endprodukt, das Eisenverunreinigungen enthält.

Es ist ebenfalls bekannt, daß durch Absenken des Druckes bei der Destillation die Siedetemperatur der zu destillierenden Substanz fällt, so daß die Destillation bei niedrigeren Temperaturen durchgeführt werden kann, wodurch Verunreinigungen und das Entstehen von Zerfallsprodukten vermieden werden können.

Jedoch ist es bei einer Vakuum-Destillation notwendig, dafür Sorge zu tragen, daß das Vakuum ständig konstant auf seinem günstigsten Wert gehalten wird und daß Verluste und auch Störungen, die auf andere Weise eine Änderung des Vakuum-Niveaus verursachen könnten, sofort begegnet wird. Bei der Vakuum-Destillation von Phosphorpentasulfid ist es außerdem notwendig, während der Kondensationsphase die Schmelz- und Erstarrungstemperatur so nahe beieinander wie möglich zu halten. Diese Schwierigkeiten haben bis heute das Vakuum-Destillations-Verfahren daran gehindert, das Destillations-Verfahren bei atmosphärischem Druck zu ersetzen.

Ein weiteres, bekanntes Verfahren (US-PS 31 83 062), bei dem mit der vorerwähnten Druckabsenkung während der Verdampfungsphase gearbeitet wird, sieht eine Schnellverdampfung vor. Dadurch können jedoch in nachteiliger Weise in dem Rohprodukt enthaltene Verunreinigungen mitgerissen und damit das angestrebte Freihalten von Verunreinigungen aus dem Endprodukt wieder weitgehend zunichte gemacht werden, so daß die Vorteile der Verdampfung bei reduziertem Druck nur noch teilweise zum Tragen kommen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Destillieren von Phosphorpentasulfid zu schaffen, welches die vorgenannten Nachteile und Schwierigkeiten vermeidet, und das insbesondere ein möglichst reines Endprodukt liefert

"> Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet daß man das Verflüssigen, das Verdampfen und das Kondensieren des Phophorpentasulfides bei einem Druck von ungefähr 0,008 bar durchführt und die unkondensierbaren Dämpfe ebenfalls bei einem Druck von ungefähr 0,0OS bar in eine Trenn- und Filterstufe transportiert

Es ergibt sich dadurch ein praktisch kontinuierliches Verfahren sowohl bezüglich des Druckes als auch im wesentlichen bezüglich der Temperatur. Außerdem kann dabei der Zustrom des zu destillierenden Produktes gleichmäßig in dem Maße erfolgen, wie auch die Verdampfung erfolgt Durch diese Kontinuität des Durchlaufes ist auch eine sehr hohe Endreinheit des Phosphorpentasulfides erzielbar.

Zweckmäßigerweise wird das Phosphorpentasulfid sowohl vor als auch nach dem Verdampfen auf eine Temperatur von etwa 315 bis 350° C erhitzt bzw. abgekühlt.

Nachstehend ist die Erfindung anhand einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens noch näher beschrieben.

Die einzige Figur zeigt stärker schematisiert eine Destillationsvorrichtung mit Unterdruckeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Phosphorpentasulfid hat einen Schmelzpunkt von 286 bis 290°C und einen Siedepunkt von 514⁰C, so daß es unter normalen Bedingungen in festem Zustand ist. Rohes Phosphorpentasulfid, das normalerweise durch Verbinden von gelbem Phosphor mit Schwefel gewon-

^n nen wird, muß durch Destillation gereinigt werden. Dazu wird erfindungsgemäß ein Vakuum-Destillations-Verfahren angewendet. Gemäß der Erfindung ist herausgefunden worden, daß ein optimales Vakuum, das technisch gut erreicht werden kann, um dieses Verfahren auszuführen, im Bereich von 0,008 bar liegt, wobei die Siedetemperatur von Phosphorpentasulfid (P₂S₅) bei etwa 365 bis 380° Celsius liegt.

Unverarbeitetes rohes Phosphorpentasulfid (P2S5) wird zuerst in ein Sammelgefäß 1 gefüllt, welches mittels einem Mantel, der eine halbröhrenförmige Wandung besitzt, beheizt wird, in der Diphyl (Mischung aus 73,5 Gewichtsprozenten Diphenyl-Oxyd C₆H₅-O-H₅C₆ und 26,5 Gewichtsprozenten Diphenyl C₆H₅-H₅C₆) fließt.

Das P₂S₅ im Sammelgefäß 1 wird auf eine Temperatur von ungefähr 315 bis 350° Celsius aufgeheizt, bei der P2S5 in flüssigem Zustand ist, wobei diese Temperatur sowohl nahe seinem Schmelzpunkt von 290° Celsius als auch nahe seinem Siedepunkt unter einem Vakuum von

ω 0,008 bar bei 365 bis 380° Celsius liegt. Das Sammelgefäß ist mit einem Rührer Xb ausgerüstet. Rohes Pentasulfid wird bei einer Temperatur von 315 bis 350° Celsius durch das von einer Vakuum-Pumpe 8 geschaffene Vakuum von 0,008 bar durch eine Leitung

t>5 la hindurch in den Vakuum-Destillierapparat 2 gesogen, der elektrisch auf die Destillationstemperatur von 365 bis 380° Celsius aufgeheizt und ebenfalls mit einem Rührer 2b ausgerüstet ist.

In diesem Destillierapparat 2 siedet und verdampft das Phosphorpentasulfid und die Dämpfe werden durch eine Leitung 2a in den Röhrenbündelkondensator 3 gesogen. Dieser Kondensator 3 (Verflüssiger) weist eine Primärschleife auf, durch die Phosphorpentasulfid-Dämpfe strömen und eine Sekundärschleife, in der ein Kühlmittel fließt, in diesem Fall auch Diphyl, das die P2S5-Dämpfe von der Temperatur von 360° Celsius auf ungefähr 310 bis 315° Celsius abkühlt, bei welcher Temperatur P2S5 schmilzt Das Diphyl tritt in Jen Kondensator durch das Ansatzrohr 3b ein und fließt durch das Ansatzrohr 3c mit einer Temperatur von etwa 240 bis 270° Celsius ab.

Flüssiges destilliertes Phosphorpentasulfid wird durch eine Leitung 3s in ein Vakuum-Sammelgefäß 4 transportiert, das ebenfalls einen Mantel mit einer Halbröhrenwandung, in der Diphyl fließt, aufweist und welches auf eine Temperatur von 315 bis 350° Celsius beheizt wird, so daß das gesammelte P2S5 in flüssigem Zustand bleibt

Durch ein Ventil 4c am Boden des Vakuumbehälters 4 und durch eine Leitung 4b kann das flüssige P2S5 in einen Destillat-Sammelbehälter 5 transportiert werden, der ebenfalls durch einen Mantel, versehen mit einer Halbröhrenwandung, in der Diphyl mit einer Temperatur von 315 bis 320° Celsius fließt, beheizt wird. Durch das Ventil 5a kann P2S5 für eine weitere Verwendung abgezapft werden.

Vom Vakuum-Behälter 4 saugt eine Vakuum-Leitung 4a die nicht kondensierten Dämpfe in einen wassergekühlten Abscheider 6, in dem der größte Teil der Kondensationsdämpfe zurückgehalten wird, während die nicht zurückgehaltenen Dämpfe durch eine Leitung 6a in ein auswechselbares Filter 7 strömen, das für die endgültige Filterung von Gas und Dampf vorgesehen ist.

Das Filter 7 ist über eine Leitung 7a, die als unter Vakuum stehendes Saugrohr für das beschriebene Gesamtsystem dient, mit der Pumpe S verbunden.

Es sei herausgestellt, daß durch Verringern der Siedetemperatur von P2S5 von 515° Celsius auf 365" Celsius bis 380° Celsius durch das vorgesehene Vakuum, die Schmelztemperatur (310 bis 315° Celsius) und die Erstarrungstemperatur (286 bis 290° Celsius) während der Kondensation sehr nahe beieinander gehalten werden können, was mit dem Destillationsverfahren unter atmosphärischem Druck nicht zu erreichen wäre. Dies erlaubt daher die Spaltung des P2Sä-Moleküls in freie Radikale und vermeidet die Bildung von Polysuifiden verschiedener Art, so daß ein Phosphorpentasulfid mii einer Endreinheit von nicht weniger als 99,7 bis 99,9% hergestellt werden kann.

Ein anderer wichtiger Vorteil des vorliegenden Verfahrens liegt darin, daß Eisenverunreinigungen auf 0,0005 bis 0,001% reduziert werden können, wohingegen ein nach herkömmlichen Methoden erzeugtes Produkt 0,005 bis 0,01% Eisen enthält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Destillieren von Phosphorpentasulfid, bei dem das verflüssigte Phophorpentasulfid unter reduziertem Druck bei einer Temperatur von 365 bis 380° C verdampft und die Phosphorpentasulfid-Dämpfe durch Abkühlung kondensiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verflüssigen, das Verdampfen und das Kondensieren des PhophorpentasulFides bei einem Druck von ungefähr 0,008 bar durchführt und die unkondensierbaren Dämpfe ebenfalls bei einem Druck von ungefähr 0,008 bar in eine Trenn- und Filterstufe transportiert

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Phosphorpentasulfid sowohl vor als auch nach dem Verdampfen auf eine Temperatur von etwa 315 bis 350° C erhitzt b2w. abgekühlt wird.