專利名稱：一種高純五氯化磷的合成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高純五氯化磷的合成方法，屬于無機化學合成精制技術領域。
背景技術：
高純五氯化磷在有機合成中被廣泛用作氯化劑、催化劑、脫水劑等，其特點是反應快、收率高。主要用于醫(yī)藥中間體7-ACA的合成及六氟磷酸鋰(鋰電池)的生產(chǎn)。Shroff等將PCl3在一定溫度下汽化，然后與Cl2按一定比例反應，生成的PCl5在冷凝器壁上形成結(jié)晶型沉淀，再將PCl5顆粒從器壁上刮下來，在密閉條件下封裝。但該法合成五氯化磷直接凝結(jié)在器壁上，得到的產(chǎn)品純度較低，一般在96％左右。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術缺陷，提供一種凝結(jié)-升華-再凝結(jié)的五氯化磷合成方法，提高五氯化磷的純度。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的這種高純五氯化磷的合成方法，其特征包括A、以三氯化磷和氯氣為原料等摩爾反應，三氯化磷以噴霧方式從反應器頂部連續(xù)向下給料，氯氣從反應器底部通入，控制反應溫度在110-130℃，生成固態(tài)五氯化磷；B、反應完成后升溫至150-160℃，維持0.5-1.0小時，使五氯化磷升華；C、降低反應溫度至40-50℃，五氯化磷蒸氣重新凝結(jié)。
所述高純五氯化磷的合成方法，步驟A、B、C中所述反應溫度通過改變循環(huán)水流量控制。
所述高純五氯化磷的合成方法，步驟A中所述五氯化磷合成反應時間5～6h。
所述高純五氯化磷的合成方法，合成反應的原料氯氣中水的質(zhì)量分數(shù)≤0.0001％。
所述高純五氯化磷的合成方法，所述的氯氣用濃硫酸+無水硫酸鎂進行干燥。
本發(fā)明提供的合成方法技術進步效果表現(xiàn)在，三氯化磷由反應器頂部經(jīng)霧化器給料，氯氣由反應器底部給料，合成反應以氣-氣對流方式進行，增大了反應物之間的碰撞幾率和接觸面積，反應進行得更迅速、完全，收率高，產(chǎn)品中既無氯氣包裹，也無三氯化磷殘留；反應過程采用階段式控溫，分別滿足了三氯化磷汽化、五氯化磷合成、五氯化磷升華及凝結(jié)的需要，產(chǎn)品純度有效提高；反應完成后殘余氯氣排入氫氧化鈉吸收塔吸收。整條工藝保證了合成反應的高效率、高質(zhì)量、安全、環(huán)保，有很高的理論和實用價值。


圖1高純五氯化磷合成工藝流程具體實施方式
本發(fā)明以三氯化磷和氯氣為原料，三氯化磷的質(zhì)量分數(shù)≥99.99％，氯氣中水的質(zhì)量分數(shù)≤0.0001％，氯氣用濃硫酸+無水硫酸鎂進行干燥。三氯化磷和氯氣以等摩爾1∶1方式進料，Cl2由反應器底部進入，PCl3由反應器頂部以霧狀噴下，進料時間約0.3h，三氯化磷的加料速率為60～70kg/h，同時開啟循環(huán)水，控制反應溫度在110-130℃，PCl3與氯氣接觸后，迅速反應生成五氯化磷，并放出反應熱，三氯化磷霧滴汽化，反應以氣-氣對流方式進行，生成的固態(tài)五氯化磷凝結(jié)在反應器內(nèi)壁上。五氯化磷合成時間約5～6h，反應完成后，降低循環(huán)水流量，使反應器內(nèi)溫度升至150～160℃并維持0.5-1.0小時；五氯化磷在此溫度下升華，得到進一步純化。再提高循環(huán)水流量，使反應器內(nèi)溫度緩慢降低，最后降至40～50℃，保證升華后的五氯化磷結(jié)晶完全，升華產(chǎn)生的五氯化磷蒸氣凝結(jié)、附著在反應器內(nèi)壁上，五氯化磷結(jié)晶時間約0.5h。反應完成后，收集附著在反應器內(nèi)壁上的五氯化磷，稍加剝離，就會順利脫落，經(jīng)出料口進入儲料倉，不會對反應器造成任何損害，檢驗，封裝，得到高純五氯化磷，純度＞99.5％。殘余氯氣排入氫氧化鈉吸收塔，清除釜底雜質(zhì)。
本發(fā)明列舉的實施例旨在更進一步地闡明凝結(jié)-升華-再凝結(jié)高純五氯化磷的合成方法，而不對本發(fā)明的保護范圍構(gòu)成任何限制。用本發(fā)明實施例和經(jīng)由本發(fā)明權利要求書均可得到高純五氯化磷產(chǎn)品。
權利要求
1.一種高純五氯化磷的合成方法，其特征包括A、以三氯化磷和氯氣為原料等摩爾反應，三氯化磷以噴霧方式從反應器頂部連續(xù)向下給料，氯氣從反應器底部通入，控制反應溫度在110-130℃，生成固態(tài)五氯化磷；B、反應完成后升溫至150-160℃，維持0.5-1.0小時，使五氯化磷升華；C、降低反應溫度至40-50℃，五氯化磷蒸氣重新凝結(jié)。
2.根據(jù)權利要求1所述高純五氯化磷的合成方法，其特征在于步驟A、B、C中所述反應溫度通過改變循環(huán)水流量控制。
3.根據(jù)權利要求1所述高純五氯化磷的合成方法，其特征在于合成反應的原料氯氣中水的質(zhì)量分數(shù)≤0.0001％。
4.根據(jù)權利要求3所述高純五氯化磷的合成方法，其特征在于所述的氯氣用濃硫酸+無水硫酸鎂進行干燥。
5.根據(jù)權利要求1所述高純五氯化磷的合成方法，其特征在于步驟A中所述五氯化磷合成反應時間5～6h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高純五氯化磷的合成方法，其特征包括A、以三氯化磷和氯氣為原料等摩爾反應，三氯化磷以噴霧方式從反應器頂部連續(xù)向下給料，氯氣從反應器底部通入，控制反應溫度在110－130℃，生成固態(tài)五氯化磷；B、反應完成后升溫至150－160℃，維持0.5－1.0小時，使五氯化磷升華；C、降低反應溫度至40－50℃，五氯化磷蒸氣重新凝結(jié)。本發(fā)明的優(yōu)點是合成反應以氣－氣對流方式進行，增大了反應物之間的碰撞幾率和接觸面積，反應進行得更迅速、完全，收率高，反應過程采用階段式控溫，分別滿足了三氯化磷汽化、五氯化磷合成、五氯化磷升華及凝結(jié)的需要，產(chǎn)品純度有效提高；反應完成后殘余氯氣排入氫氧化鈉吸收塔吸收，安全、環(huán)保。
文檔編號C01B25/00GK1911791SQ20061004820
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月29日 優(yōu)先權日2006年8月29日
發(fā)明者魏福祥, 任清亮, 王金梅 申請人:河北科技大學