RU2519194C2

RU2519194C2 - Method of obtaining lithium tetrafluoroborate

Info

Publication number: RU2519194C2
Application number: RU2012129445/05A
Authority: RU
Inventors: Григорий Михайлович Макаров; Александр Владимирович Хотинен; Евгений Константинович Воронин; Оскар Зуфарович Ахтямов; Евгений Юрьевич Щелыванов; Александр Евгеньевич Воронин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Ласкрафт" (ЗАО "Ласкрафт")
Priority date: 2012-07-11
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2014-06-10
Also published as: RU2012129445A

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention can be used in chemical industry. Method of obtaining lithium tetrafluoroborate includes addition of lithium borohydrate in tetrahydrofuran into liquid hydrogen fluoride at temperature (-57)-(-53)°C. Solvent is removed in vacuum at temperature 100-105°C. Reaction mass is kept at said temperature for 4 hours with residual pressure 0.03 mm Hg.

EFFECT: invention makes it possible to increase output of target product and its purity.

1 ex

Description

Настоящее изобретение относится к технологии производства электролитов химических источников в качестве катализатора реакций полимеризации.The present invention relates to a technology for the production of electrolytes of chemical sources as a catalyst for polymerization reactions.

Известен способ получения тетрафторбората лития, включающий взаимодействие фторида лития с газообразным трифторидом бора. При этом процесс осуществляют в присутствии фтора при объемном соотношении трифторида бора и фтора 1:0,05-0,2 под давлением 0,35-2,50 МПа и при температуре 70-250°C (см. патент SU №1655083 МПК C01B 35/06, C01D 15/00).A known method of producing lithium tetrafluoroborate, including the interaction of lithium fluoride with gaseous boron trifluoride. The process is carried out in the presence of fluorine at a volume ratio of boron trifluoride and fluorine of 1: 0.05-0.2 under a pressure of 0.35-2.50 MPa and at a temperature of 70-250 ° C (see patent SU No. 1655083 IPC C01B 35/06, C01D 15/00).

Основным недостатком данного способа является недостаточная чистота готового продукта.The main disadvantage of this method is the lack of purity of the finished product.

Известен способ получения тетрафторбората лития, включающий взаимодействия фторида лития с газообразным трифторидом бора при повышенной температуре. При этом процесс ведут в расплаве тетрафторбората лития при температуре 400-420°C при давлении трифторида бора 0,2-2,5 МПа (см. патент SU №1785199 МПК C01D 15/00, C01B 35/12).A known method of producing lithium tetrafluoroborate, including the interaction of lithium fluoride with gaseous boron trifluoride at elevated temperature. The process is conducted in a molten lithium tetrafluoroborate at a temperature of 400-420 ° C at a boron trifluoride pressure of 0.2-2.5 MPa (see SU patent No. 1785199 IPC C01D 15/00, C01B 35/12).

Основным недостатком данного способа является значительное присутствие воды в готовом продукте, для удаления которой дополнительно требуется проводить процесс усушки.The main disadvantage of this method is the significant presence of water in the finished product, the removal of which additionally requires a drying process.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому методу является способ получения тетрафторбората лития путем взаимодействия соли лития с трехфтористым бором в среде тетрагидрофурана с последующим удалением растворителя в вакууме, промывкой продукта эфиром и его осушкой при повышенной температуре. При этом взаимодействие осуществляют при температуре 15-25°C, пропуская трехфтористый бор через суспензию фторида лития в растворителе (см. патент SU №1013405 МПК C01B 35/06).The closest set of essential features to the proposed method is a method for producing lithium tetrafluoroborate by reacting lithium salt with boron trifluoride in tetrahydrofuran medium, followed by removal of the solvent in vacuum, washing the product with ether and drying it at elevated temperature. In this case, the interaction is carried out at a temperature of 15-25 ° C, passing boron trifluoride through a suspension of lithium fluoride in a solvent (see patent SU No. 1013405 IPC C01B 35/06).

Основными недостатками данного способа являются низкий выход и недостаточная чистота готового продукта.The main disadvantages of this method are the low yield and insufficient purity of the finished product.

Целью настоящего изобретения является повышение выхода целевого продукта и его чистоты.The aim of the present invention is to increase the yield of the target product and its purity.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения тетрафторбората лития, включающем взаимодействие соли лития с соединением фтора в среде тетрагидрофурана с его последующим удалением в вакууме, в качестве соли лития используют его боргидрид, в качестве соединения фтора используют фтористый водород, взаимодействие осуществляют при температуре (-57)-(-53)°C, добавляя раствор боргидрида лития в жидкий фтористый водород, а удаление растворителя ведут в вакууме, нагревая продукт до температуры 100-105°C и выдерживая 4 часа при остаточном давлении 0,03 мм рт.ст.This goal is achieved by the fact that in the method for producing lithium tetrafluoroborate, which involves the interaction of a lithium salt with a fluorine compound in tetrahydrofuran medium with its subsequent removal in vacuum, its borohydride is used as a lithium salt, hydrogen fluoride is used as a fluorine compound, the interaction is carried out at a temperature ( -57) - (- 53) ° C,adding a solution of lithium borohydride to liquid hydrogen fluoride, and the removal of solvent is carried out in vacuum, heating the product to a temperature of 100-105 ° C and incubating for 4 hours at a residual pressure of 0.03 mm Hg

Отличительным признаком заявленного изобретения является то, что в качестве соли лития используют его боргидрид, в качестве соединения фтора используют фтористый водород, взаимодействие осуществляют при температуре (-57)-(-53)°C, добавляя раствор боргидрида лития в жидкий фтористый водород, а удаление растворителя ведут в вакууме, нагревая продукт до температуры 100-105°C и выдерживая 4 часа при остаточном давлении 0,03 мм рт.ст.A distinctive feature of the claimed invention is that its borohydride is used as a lithium salt, hydrogen fluoride is used as a fluorine compound, the reaction is carried out at a temperature of (-57) - (-53) ° C, adding a solution of lithium borohydride to liquid hydrogen fluoride, and solvent removal is carried out in vacuum, heating the product to a temperature of 100-105 ° C and holding for 4 hours at a residual pressure of 0.03 mm Hg

Пример. Способ осуществляется следующим образом. В тефлоновый реактор конденсируется 85 г фтористого водорода, содержимое охлаждается до температуры (-57)-(-53)°C. После этого в течение 3,5 часов при перемешивании и охлаждении в реактор дозируется раствор LiBH₄ (21,8 г) в тетрагидрофуране (250 мл). По окончании процесса реакционная масса перемешивается 2 часа при постепенном повышении температуры до 18-22°C. После этого реактор вакуумируется и растворитель отгоняется при повышении температуры до 100-105°C. При этой температуре реакционная масса выдерживается 4 часа при остаточном давлении 0,03 мм рт.ст. Выход LiBF₄ 93,60 г (99,85%).Example. The method is as follows. 85 g of hydrogen fluoride are condensed in a Teflon reactor, the contents are cooled to a temperature of (-57) - (-53) ° C. Then, for 3.5 hours, with stirring and cooling, a solution of LiBH ₄ (21.8 g) in tetrahydrofuran (250 ml) is dosed into the reactor. At the end of the process, the reaction mass is stirred for 2 hours with a gradual increase in temperature to 18-22 ° C. The reactor was then evacuated and the solvent was distilled off by increasing the temperature to 100-105 ° C. At this temperature, the reaction mass is maintained for 4 hours at a residual pressure of 0.03 mm Hg. Yield LiBF ₄ 93.60 g (99.85%).

LiBH₄+4HF=LiBF₄+4Н₂ LiBH ₄ + 4HF = LiBF ₄ + 4H ₂

Применение в качестве соединения лития боргидрида лития позволяет в начале процесса удалить гидроксилсодержащие примеси и в дальнейшем, при использовании тетрафторбората лития, исключить стадию сушки и абсолютирования.The use of lithium borohydride as a lithium compound makes it possible to remove hydroxyl-containing impurities at the beginning of the process and subsequently, using lithium tetrafluoroborate, to eliminate the stage of drying and absolute.

Нижняя граница диапазона температуры охлаждения фтористого водорода Т=-57°C обусловлена поддержанием необходимой скорости реакции с LiBH₄ и снижением экзоэффекта процесса.The lower limit of the temperature range of the cooling of hydrogen fluoride T = -57 ° C due to maintaining the necessary reaction rate with LiBH_four and a decrease in the exoeffect of the process.

Верхняя граница диапазона температуры охлаждения фтористого водорода Т=-53°C выбрана в целях уменьшения испарения растворителя и загрязнения продукта.The upper limit of the temperature range of the cooling of hydrogen fluoride T = -53 ° C is selected in order to reduce evaporation of the solvent and contamination of the product.

Нижняя граница диапазона температуры нагрева продукта Т=100°C обусловлена давлением насыщенного пара растворителя с содержащимися в нем примесями и достаточна для его отгонки из продукта.The lower limit of the temperature range of the product heating T = 100 ° C is due to the saturated vapor pressure of the solvent with impurities contained in it and is sufficient for its distillation from the product.

Верхняя граница температуры нагрева продукта Т=105°C обусловлена недопустимостью образования новых реакций с получением примесей, негативно влияющих на чистоту готового продукта.The upper limit of the product heating temperature T = 105 ° C is due to the inadmissibility of the formation of new reactions with the production of impurities that adversely affect the purity of the finished product.

Остаточное давление выдержки продукта P=0,03 мм рт.ст. обусловлено созданием градиента давления, необходимого для более полного удаления растворителя и повышения чистоты продукта.The residual pressure of the holding product P = 0.03 mm Hg due to the creation of a pressure gradient necessary to more completely remove the solvent and increase the purity of the product.

Claims

A method of producing lithium tetrafluoroborate, including the interaction of a lithium salt with a fluorine compound in tetrahydrofuran medium with its subsequent removal in vacuum, characterized in that, in order to increase the yield of the product and its purity, its borohydride is used as the lithium salt, and fluoride is used as the fluorine compound hydrogen, and the interaction is carried out at a temperature of (-57) - (-53) ° C, adding a solution of lithium borohydride to liquid hydrogen fluoride, while the solvent is removed in vacuum, heating the product to a temperature of 100-105 C and soaking 4 hours at a residual pressure of 0,03 mm Hg