Водород фтористый безводный как замыть сосуд

Аннотация:

Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Способ очистки фтористого водорода от фторидов кремния и фосфора включает пропускание газовой смеси, содержащей фториды водорода, кремния, фосфора, через фторид натрия. Смесь контактируют с фторидом натрия при температуре 20-40°С и давлении 100-200 мм рт.ст. до образования полигидрофторидов натрия и комплексных фторидов примесных элементов. После этого повышают температуру до 55-70°С и проводят десорбцию фтористого водорода. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки с получением фтористого водорода, содержащего примеси SiF и PF не более 20 ppm, уменьшить энергозатраты за счет снижения температуры процесса. 3 пр.

Основные результаты:

Способ очистки фтористого водорода от фторидов кремния и фосфора путем пропускания газовой смеси через фторид натрия, отличающийся тем, что смесь контактируют с фторидом натрия при температуре 20-40°С и давлении 100-200 мм рт.ст. до образования полигидрофторидов натрия и комплексных фторидов примесных элементов, после чего повышают температуру до 55-70°С и проводят десорбцию фтористого водорода.

Изобретение относится к неорганической химии и может быть использовано в препаративных целях для глубокой очистки фтористого водорода от примесей тетрафторида кремния и пентафторида фосфора.

В настоящее время известно много методов, позволяющих разделять газовые смеси, содержащие фтористый водород, тетрафторид кремния и фториды фосфора. Эти методы, как правило, используют различную растворимость или сорбционную способность фтористого водорода и фторсодержащих примесей.

Классическая технология получения безводного фтористого водорода из плавикового шпата использует для разделения SiF4 и HF процесс ректификации, что позволяет получать конечный продукт с содержанием тетрафторида кремния менее 200 ppm (Зайцев В.А., Родин В.И. и др. «Производство фтористых соединений при переработке фосфатного сырья», Москва, Химия, 1982).

В патенте Франции №150965 (1958 г.) описывается способ разделения газового потока SiF4 и HF, основанный на использовании концентрированной серной кислоты. Концентрированная серная кислота растворяет фтористый водород с образованием фторсульфоновой кислоты, а тетрафторид кремния остается в газовой фазе, чем обуславливается их разделение.

Известны способы очистки, основанные на сорбции газообразных SiF4, PF5 и HF на твердых неорганических фторидах, в которых используется различие в температурах разложения кремнефторида и гидрофторида щелочного металла. В качестве неорганических фторидов в основном применяют фториды щелочных металлов. Возможны два варианта организации проведения процесса:

– контактирование газового потока разделяемых фторидов с твердым фторидом, в результате чего большая часть тетрафторида кремния сорбируется с образованием гексафторсиликата натрия, а основная масса фтористого водорода остается в газовой фазе. Этому способствует выбор температуры проведения процесса на 30-40°С ниже температуры разложения кремнефторида щелочного металла, но выше температуры разложения гидрофторида натрия, при этом эффективность очистки продукта, как правило, низкая;

– второй вариант очистки осуществляется в две стадии. На первой происходит совместная сорбция на сорбенте фтористого водорода и фторидов кремния и фосфора, а на второй стадии – десорбция всего фтористого водорода, в котором, как правило, содержится небольшое количество примесей, вследствие частичного терморазложения комплексных фторидов кремния и фосфора (Галкин Н.П., В.А. Зайцев и др «Улавливание и переработка фторсодержащих газов», Москва, Атомиздат, 1975).

Известен способ, патент РФ №2034776 (МПК С01В 7/19), взятый авторами в качестве прототипа, по которому для очистки фторида водорода от примесей SiF4 и PF5 газовую смесь пропускают через фторид натрия при 225-275°С и давлении 50-150 мм рт.ст. В этих условиях на сорбенте избирательно поглощается SiF4 и PF5, a HF преимущественно остается в газовой фазе. Использование этого способа позволяет получать безводный фтористый водород с содержанием не более 200 ppm SiF4 и около 300 ppm PF5.

Недостатками этого способа-прототипа являются относительно высокое содержание примесей в очищенном фтористом водороде и высокие рабочие температуры, обуславливающие необходимость использования коррозионно-стойких материалов.

Технический результат предлагаемого способа заключается в получении безводного фтористого водорода с содержанием примесей SiF4 и PF5 не более 20 ppm.

Технический результат предлагаемого способа достигается тем, что газовую смесь, содержащую фториды водорода, кремния, фосфора, контактируют с NaF при температуре 20-40°С и давлении 100-200 мм рт.ст. до образования полигидрофторидов натрия (NaF·nHF, где n=2, 3, 4). После окончания процесса сорбции температуру в реакторе повышают до 55-70°С и десорбируют HF.

Нами предлагается двухстадийный способ очистки фтористого водорода от SiF4 и PF5, предусматривающий совместную сорбцию фтористого водорода и примесей на фториде натрия с получением полигидрофторидов и комплексных фторидов кремния и фосфора, с последующим терморазложением полигидрофторидов натрия и получением чистого фтористого водорода. Использование этого способа позволит снизить содержание примесей кремния и фосфора в безводном фтористом водороде до 20 ppm и значительно уменьшить энергозатраты на осуществление процесса.

Анализируя данные по упругости паров фтористого водорода и тетрафторида кремния над комплексными фторидами, можно констатировать, что давление HF над полигидрофторидами натрия при 40°С составляет около 190 мм рт.ст., а давление SiF4 над Na2SiF6 имеет величину 10-9 мм рт.ст. Очевидно, что эффективность разделения HF и SiF4 будет пропорциональна соотношению давления насыщенного пара над индивидуальными веществами и для указанных выше условий составит PHF/PSiF4=~1011. В условиях способа-прототипа (температура процесса 225-275°С) эта величина равна 35. Указанные закономерности позволяют значительно по сравнению с прототипом увеличить коэффициент очистки фтористого водорода от тетрафторида кремния и пентафторида фосфора. Аналогичные закономерности характерны и для других щелочных металлов (кроме лития), образующих полигидрофториды и комплексные соединения с SiF4 и PF5.

Экспериментально установленная степень очистки безводного фтористого водорода от тетрафторида кремния и пентафторида фосфора составляет не менее 99,9999%. В результате получают безводный фтористый водород с содержанием SiF4 и PF5 менее 20 ppm по каждому компоненту.

Очищенный фтористый водород откачивают из реактора и либо конденсируют, либо направляют непосредственно в исследовательский аппарат для проведения процессов гидрофторирования.

Заданный температурный интервал процесса сорбции ограничен, с одной стороны, возможной частичной конденсацией фтористого водорода при температурах менее 20°С и переносом в сорбент хорошо растворимых в нем примесей кремния и фосфора, а с другой – уменьшением эффективности очистки и выхода HF в результате снижения содержания в сорбенте высших (n≥3, 4) полигидрофторидов натрия при температурах более 40°С. Ограничения заданного интервала рабочих давлений обусловлены низкой степенью поглощения фтористого водорода при давлении ниже 100 мм рт.ст. вследствие невозможности образования полигидрофторидов, а при увеличении давления более 200 мм рт.ст. – снижением селективности сорбции.

Снижение температуры десорбции менее 55°С приводит к уменьшению выхода фтористого водорода ввиду неполного разложения полигидрофторидов, а ее повышение выше 70°С – к снижению эффективности очистки.

Пример 1

Газовую смесь контактируют с фторидом натрия в вертикальном реакторе при температуре 29°С и давлении 150 мм рт.ст. После окончания процесса сорбции смесь полигидрофторидов натрия нагревают до температуры 60°С, десорбируя очищенный безводный фтористый водород. В результате после десорбции получают безводный фтористый водород, содержащий 18 ppm SiF4 и 16 ppm PF5. Выход безводного фтористого водорода составил 87%.

Пример 2

Газовую смесь контактируют с фторидом натрия в вертикальном реакторе при температуре 19°С и давлении 230 мм рт.ст. После окончания процесса сорбции смесь полигидрофторидов натрия нагревают до температуры 45°С, десорбируя очищенный безводный фтористый водород. В результате после десорбции получают безводный фтористый водород, содержащий 125 ppm SiF4 и 145 ppm PF5. Выход безводного фтористого водорода составил 68%.

Пример 3

Газовую смесь контактируют с фторидом натрия в вертикальном реакторе при температуре 45°С и давлении 70 мм рт.ст. После окончания процесса сорбции смесь полигидрофторидов натрия нагревают до температуры 80°С, десорбируя очищенный безводный фтористый водород. В результате после десорбции получают безводный фтористый водород, содержащий 89 ppm SiF4 и 78 ppm PF5. Выход безводного фтористого водорода составил 58%.

По сравнению с прототипом рассматриваемый способ обладает следующими преимуществами:

– значительное увеличение эффективности очистки – содержание примесей находится на уровне 20 ppm вместо 300 ppm;

– уменьшение энергозатрат за счет снижения температуры процесса;

– снижение коррозии, обусловленной присутствием кислых фторидов.

Источник

Если необходимо отбирать из баллона вещество, находящееся в жидком состоянии, то проще всего перевернуть баллон вентилем вниз и наклонить его так, чтобы жидкость могла вытекать через открытый вентиль (рис. 528). При этом необходимо соблюдать меры предосторожности, так как низкокипящие жидкости интенсивно испаряются и сильно охлаждаются. Если газ, содержащийся в баллоне, может оказывать раздражающее действие (аммиак, хлор, сернистый газ, фтористый водород), то лучше работать в противогазе. Когда сжиженные газы подают в сосуды с большой теплоемкостью (например, в автоклавы), для устранения излишних потерь предварительно охлаждают сосуд до температуры более низкой, чем температура кипения сжиженного газа. [c.617]

О мерах предосторожности при работе с безводным фтористым водородом см. стр. 13. [c.22]

Трехфтористый мышьяк гидролитически нестабилен, поэтому прп работе с ппм необходимо тщательно защищать приборы от влаги воздуха. Следует помнить, что гидролиз трехфтористого мышьяка приводит к образованию фтористого водорода и мышьяковистого ангидрида, поэтому работы должны проводиться в вытяжном шкафу с соблюдением необходимых мер предосторожности. [c.80]

Работа с фтористым водородом и другими фторидами требует соблюдения мер предосторожности, так как все соединения фтора ядовиты. Сам фтористый водород, помимо резкого раздражения слизистых оболочек, вызывает также разрушение ногтей и зубов. Кроме того, он способствует осаждению кальция в тканях. Средством первой помощи при острых отравлениях фторидами служит 2%-ный раствор СаСЬ. При ожогах плавиковой кислотой пораженное место следует длительно (несколько часов) промывать струей холодной воды, а затем наложить на него компресс из свежеприготовленной 20%-ной взвеси MgO в глицерине. [c.249]

Очистка гексафторида урана и правила обращения с ним. Ввиду того что гексафторид является весьма реакционноспособным веществом, обращение с ним как в лабораторном, так и в промышленном масштабе требует соблюдения известных правил. Для работы с ним применяется металлическая аппаратура, но если принимать известные меры предосторожности, можно с успехом пользоваться и стеклом. Гексафторид быстро разъедает стекло лишь в присутствии следов воды или фтористого водорода. Для осушения гексафторида урана можно применять фосфорный ангидрид, но это доволь-ро сложная операция [4]. Взаимодействие гексафторида со стеклом происходит, повидимому, следующим образом [c.326]

Вообще работа с фтористым водородом требует серьезных мер предосторожности, так как, помимо раздражения слизистых оболочек и ожогов кожи, он вызывает разрушение. ногтей и зубов. Кроме того, он способствует отложению кальция в тканях. Средством первой помощи служит 2%-ный раствор хлористого кальция. При ожогах плавиковой кислотой пораженное место следует в течение длительного времени промы [c.20]

ПФК часто применяют вместо таких гораздо более сильных кислотных реагентов, как хлористый алюминий и кон-цёнтрированная серная кислота. При обработке ПФК соединений, содержащих группы, чувствительные к действию более жестких реагентов, например сложноэфирную группировку, не происхрдит побочных реакций. К другим преимуществам ПФК по сравнению с концентрированной серной кислотой относится то, что ПФК не обладает заметным окислительным действием и лишь в незначительной степени проявляет склонность к замещению атомов водорода в ароматическом ядре или не проявляет ее вообще. Преимущества ПФК перед фтористым водородом, в особенности для циклизации арилзамещенных карбоновых кислот, заключаются в том, что с ПФК можно работать без особых мер предосторожности й, следовательно, в простой аппаратуре. Например, при получении а-тетралона из -j-фенилмасляной кислоты и ПФК. как описано в Синтезах органических препаратов [155], требуются только стакан и мешалка. [c.51]

Фтористый водород реагирует с водой с выделением большого количества тепла, поэтому необходимо соблюдать осторожность при выполнении этой операции. О мерах предосторожности при работе с безвюдным HF см. примечания на с. 152. [c.154]

О мерах предосторожности при работе с SbFs и водными растворами, содержащими фтористый водород, см. примечания на с. 152. [c.159]

В настоящее время использование фтористого водорода в заводском масштабе стало обычным делом, в частности в нефтеперерабатывающей промышленности, а поэтому тех1ника работы с ним на больших установках хорошо разработана. Имеются сообщения о различных сторонах его промышленного использования. Опубликована КНига, специально посвященная алкилирова-иию парафинов [13]. В ней рассматриваются вопросы коррозии, приборы, конструкционные материалы, техника безопасности и т. д. Ряд журнальных статей также содержит данные, интересные с точки зрения техники работы в заводском масштабе [17—19]. Имеется ряд обстоятельств, требующих принятия мер предосторожности, например коррозия, хрупкость и т. п. эти нвопросы также рассматриваются в указанной выше литературе. В частности, коррозия в надлежащим образом сконструировая-лой установке не очень велика, за исключением случаев попадания в аппаратуру воздуха. [c.253]

Читайте также: Узи и мрт сосудов

Фтористый водород как катализатор, ускоряюш ий органические реакции при проведении их в лабораторном масштабе с целью получения небольших количеств продукта не слишком высокой степени чистоты, обладает некоторыми недостатками. Работа с ним требует применения вытяжного шкафа, металлических приемников и реакционных сосудов, а методика работы значительно отличается от методики проведения обычных химических операций в стеклянной посуде. Кроме того, работа с фтористым водородом связана с опасностями, которые хотя и не так велики, как при работе с азотной кислотой, однако требуют принятия специальных мер предосторожности. Известно много реакций, которые катализируются другими веш ествами так же хорошо или даже еще лучше, чем фтористым водородом. Однако в тех случаях, когда фтористый водород является активным катализатором, его следует предпочесть другим веществам, поскольку он обеспечивает получение продуктов высокой степени чистоты с большим выходом. [c.247]

Фтор, фтористый водород и некоторые фториды принадлежат к наиболее реакционноспоообным веществам, поэтому при работе с ними необходима осторожность. О действии их а отдельные материалы будет сказано в главе об аппаратуре, используемой при их получении, и 1в главе об их реакциях с органическими соединениями. Здесь будут упомянуты лишь самые главные меры предосторожности, необходимые при работе с ними [523]. [c.18]

С фтористым водородом работают значительно чаще, чем с фтором. Даже разбавленный водный фтористый водород вы- I зы вает на коже болезненные ожоги, оообенно при попадании- под ногти. Безводный фтористый водород в этом отношении еще I более опасен, так как три соприкосновении с кожей болезней ные, плохо заживающие раны образуются прежде, чем потер- f певший успеет шолоснуть кожу водой. Поэтому совершенно j необходимо предохранять руки целыми резиновыми перчат- ками, лучше всего из хлоропренового каучука, лицо следует защищать прозрачным экраном, тело резиновым или полихлор-виниловым передником ноги удобно защищать резиновыми сапогами. I Перчатки и сапоги полезно время от времени проверять на отсутствие проколов. Даже незаметное отверстие в перчатке мо- жет причинить значительные неприятности. Автору этой книги фтористый водород попал на палец через ничтожное отверстие в i перчатке. Так как кожа на пальце была мало чувствительна, автор ощутил это только примерно четверть часа спустя, когда f фтористый водород проник достаточно глубоко и палец начал сильно болеть. Дергающая боль длилась почти 24 часа после этого на пальце образовался болезненный пузырь, заживление t которого протекало более недели. I С фтористым водородом следует работать в сильных вытяж- ных шкафах или в хорошо проветриваемых помещениях, так t кяк его пары сильно раздражают легкие и слизистые оболоч- j ки, особенно глаз. t Безводный фтористый водород реагирует с В одой весьма энергично, почти со взрывом. Необходимо поэтому сливать его очень осторожн о, прини мая все меры предосторожности против разбрызгивания. Малые количества безводного фтористого i водорода обезвреживают, осторожно выливая в раковину и быстро ополаскивая сильной струей воды большие коли- чества выливают о известковое молоко. I Если при работе с безводным фтористым водородом в ре- J зультате попадания его на кожу получается ожог, рану еле- i дует обмыть большим количеством -воды [434]. Пораженное i место рекомендуется погрузить примерно на полчаса в ледяной насыщенный раствор -сульфата мапния или в ледяной 70%-ный i этиловый спирт. Затем рану смазывают пастой из окиси мат- ния н глицерина [523]. Для лечения ожогов, вызванных J [c.19]

Фтор и его соединения Том 1 (1953) — [

c.228

c.229

]

Источник