Способ получения хлорированного тринатрийфосфата Советский патент 1984 года по МПК C01B25/30 

Изобретение относится к области химической технологии сырья для производства моющих средств с дезин фициpVющим и отбеливаюпщм эффектом, в частности хлорированного трина трийфосфата. Известен способ получения хлорированного тринатрийфосфата взаим цействием тринатрийфосфата, содержа щего 4-5% гидроокиси натрия с экстр том , содержащим хлорноватистную кисло ту в органическом растворителе. Недостатком известного способа является необходимость вьщеления хлорноватистой кислоты из продуктов хлорирования и введение органического растворителя, что усложняет и удорожает такой процесс. Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ пблучения хлорированного тринатрийфосфата, заключающийся в хлорировании хлором 42-45% раствора гидроокиси натрия при до остаточной щелбчности 1-2%, фильтровании массы от вьшавщего осадка хлорида натрия (15-18% от массы суспензии), полученный раствор гипохлорита натрия с концентрацией 400-420 г/л смешивают при температуре до с раст вором тринатрийфосфата. Состав полученного продукта: тринатрийфосфат 16-19%, гипохлорит натрия 8-10% рН среды дрводят до 11,5-11,6 фосфорной кислотой. Суспензию в течение 6 ч охлаждают до 40, после фильтрования получают осадок хлорированного тринатрийфосфата, содержа щего 3,1-5,0% активного хлора, и водный фильтрат, содержащий 10-13% гипохлорита натрия, насыщенньй хлоридом натрия и тринатрийфосфатом. Половину количества фильтрата возвращают в процесс, остальное количество выводят в виде сточных вод, что составляет 720 кг на 1 т продук та. Со сточными водами теряется 3,1 мол.% от исходного фосфата. Недостатками данного способа являются потери фосфатов и гипохлорита натрия с образованием сточных во (720 кг на 1 т продукта), требующих очистки, использование продолжитель ных во времени процессов хлорирования концентрированного раствора гидроокиси и кристаллизации, что делает процесс малоинтенсивным, про должительность хлорирования около 40 ч, повьшение скорости побочных процессов разоиожения гипохлорита в концентрированных растворах при снижении остаточной концентрации гидроокиси натрия, что ведет к накоплению дополнительного количества хлорида натрия и расходу хлора. Цель изобретения - ускорение процесса, сокращение количества сточных вод при одновременном повышении выхода продукта. Поставленная цель достигается способом получения хлорированного тринатрийфосфата, включающим взаимодействие в водной среде гидроксида натрия, хлора и фосфорсодержащего соединения с последующей кристаллизацией продукта и отделением его фильтрацией, сначала смешивают растворы гидроксида натрия и фосфорсодержащего соединения, а затем смесь обрабатывают хлором. Целесообразно в качестве фосфорсоержащего соединения использовать фос- , орную кислоту и/или тринатрийфосфата. Смесь, содержащую гидроксид натрия и фосфорсодержащее соединение, обрабатьшают хлором при 25-50С до достижения рН 9,0-12,5. Сущность способа заключается в использовании стабилизирующего действия фосфатов на гипохлорит натрия в водном растворе. Гипохлорит натрия получают в водной среде, содержащей гидроокись натрия и тринатрий- / фосфат, например, пропусканием газообразного хлора при 25-50 С, рН 12-14 с последующим снижением до 9-12,5, перекристаллизацией полученной суспензии продукта путем подогрева до 45-60°С и последующего охлаждения. . Исходный раствор гидроокиси натрия для хлорирования, содержащий тринатрийфосфат, получают либо путем частичной нейтрализации концентрированных растворов гидроокиси натрия фосфорной кислотой, взятой в количестве 0,16-0,28 моль на 1 моль гидроокиси натрия, либо смешением нейтральных и/шга кислых фосфатов натрия с растворов гид)оокиси натрия в мольном соотношении (0,3-1,6):t, откорректированном на расход щелочи для перевода фосфатов в тринатрийфосфат, и последуюпрш разбавлением фильтра:том, полученным при фильтровании готового хлорированного тринатрийфосфата. Фильтрат, полученный при фильтровании продукта, полностью возвращают на хлорирование, смешивая его при 30-60°С с фосфатно-щеЛочной массой. При этом концентрацию фосфатно-щепоч ной массы в воде и соотнош-гние фосфат: гидроокись натрия регулируют в указанных пределах tax, чтобы содержание гипохлорита натрия в фильтрате было в пределах 80-250 г/л и количество циркулирующего фильтрата поддерживалось постоянным и пред лах 1-3 мае.4. на 1 мае.ч. продукта Для первого пуска синтеза при отсутствии фильтрата от готового прод та приготавливают раствор из воды, гидроокиси натрия и фосфорной кисло ты и/или фосфатов состава,мае.%: гидроокись натрия 13-20, трннатрий фосфат 4-5, вода до 100. Приготовленный раствор хлорируют до содержания гипохлорита .натрия 150-220 г/л и рН среды 11,5-12,5 раствор после хлорирования используют вместо фильтрата, получаемого обычно при фильтровании готового продукта. Приведенные параметры процесса я ляются оптимальными и обусловлены следующим. Температура при получеНИИ гипозслорита не должна быть более , иначе происходит резкое накоштение в массе хлората натрия и повышение содержания его в продук те, а также ускоряется разложение гипохлорита. Снижение температуры ниже 25С увеличивает продолжительность хлорирования, так как существенно ухудшаются условия отвода теп ла реакции, который сложно форсировать из-за наступающего обрастани теплообменной поверхности кристаллизующейся массой. рН среды при хло рирований сначала возрастает от рН исходной массы на 0,5-1,5, а затем снижается до 9-12,5. Если хлорирование прекратить при рН более 12,5, в массе остается несвязанная гидроокись натрия, снижающая качество продукта. Продолжение хлорирования до рН 9-10,5 ведет к увеличению выхода хлоратов и неоправданному расходу хлора. Пример 1. В колбу для хлорирования, снабженную мешалкой, барботером, термометром, хлорсеребряным и стеклянным электродами рН-метра с термокомпенсатором, загружают 410 мл воды, 373 г 46,3%-ного едкого натра марки РД-1 и 28,6 г 76, термической фосфорной кислоты. После размешивания получают раствор, содержапщй 18% свободной гидроокиси натрия И 4,5% тринатрийфосфата.S Раствор охлаждают до водяной баней и в барботер пропускают испаренный хлор из баллона с расходом, обеспечивающим поддержание температуры 25-30 С при охлаждении. Через 1,5 ч при снижении рН среды до 12,3 подачу хлора останавлившот. Полученный раствор содержит 4,5 мас.% тринатрийфосфата и 183,5 г/л гипохлорита натрия. Пример 2. В стакан, снабженный мешаз ксй и термометром, загружают 12©де1 47,8%-ного раствора едкого наф| марки РД-1 и при размешивании загружают из капельной воронки pacTSoi фосфорной кислоты, приготовленной ЙЭ 40 мл воды и 30 мл 73%-ной фосфорной кислоты, соотношение едкий натр: фосфорная кислота 1:0,166. Температуру массы поддерживают охлаждением в пределах 85-100 0. В колбу, снабженную мешалкой, барботером, термометром, хлорсеребряным и стеклянным электродами рН-метра с термокомпенсатором, загружают 660 мл фильтрата от фильтрации продукта в предьщущем опыте, содержащего гипохпорита натрия 208 г/л. Фильтрат охлаждают ледяной баней до 20С и вливают из стакана тонкой струйкой при размешивании горячую фосфатно-щелочную массу. Температура поднимается до 45-50 0, и далее загрузку ведут по мере охлаждения массы при указанной температуре. Полученную Суспензию охлаждают водяной баней до и в барботер пускают испаренный хлор из баллона со скоростью, обеспечивающей поддержание температуры в пределах 25-30 С охлаждением ледяной баней. По мере пропускания хлора рН массы повышается с itt до 13,8, а затем начинает снижаться. Через 60 мин ; пропускания хлора рН достигает 11,2, хлор отключают. Горячей водяной баней подогре:.вают до , а затем холодной водой охлаяпают в течение 1 ч до 2QC. Суспензию отфильтровывают на воронке Бюхнера при вакууме до 0,3 кгс/см (0,03 МПа). Получено 210 г хпорированного трииатриЦфосфата, с содержанием активного хлора 5,01% и влаги 48, рН водного раствора 12,24 В 700 ыя полученного фильтрата содержание гипохлорита натрия 218 г/л его используют в следующем опыте на загрузку для разбавления фосфатно-щелочной массы. Пример 3. Аналогично приме ру 2 из 100 мл 47,8%-ного едкого натра, 100 мл воды, 4t,8 мл 75,3%-н фосфорной кислоты (молярное соотношение едкий натр гфосфорная кислота 1:0,277) и 150 мл фильтрата с концентрацией гипохлорита натрия 218 г/л после хлорирования при в течение 15 мин до рН массы 10,67 и фильтрования при 30°С получено 280 г хлорированного тринатрийфосфата с содержанием активного хлора 5,15%. Содержание влаги 56,7%. Фильтрата получено 210 мл с содержанием гипохпорята натрия 126 г/л. Пример 4. В стакане распл ляют при нагревании 91,2 г 12-вбдного фосфата натрия и вносят 16,0 мл 47,8%-ного едкого натра, молярное соотношение едкий натр:фо фат 1:0,857. Аналогично примеру 2 получают суспензию фосфатно-щелочной смеси в 175 МП фильтрата, сопе жащего 206 г/л гипохлорита натрия. После хлорирования при 35-40 С в т чение 15 мин до рН массы 11,5,пере кристаллизации и фильтрования при получено 126 г хлорированного тринатри осфата с содержанием активного хлора 5,29%. Содержание влаги 52,3%. Фильтрата получено 168 мл с содержанием гипохлорита натрия 215 г/л. П р.и м е р 5. Аналогично примеру 2 из 114 ,3%-ного раствора едкого натра и 39 мя 76,2%-ной фосфорной кислоты (мольное соотношение 1:0,24Хс использованием 378 мл фильтрата, содержащего 202 г/л гипохпорита натрия, после хлорирования при 37-42С в течение 25 мин до рН массы 11,3 и перекристаллизации с подогревом до и последующим охлаждением в течение 1 ч получено 246 г хлорированного тринатрийфосфата, содержащего 4,40% активного хлора. Объем фильтрата 342 мл при содержании гипохлорита натрия 198 г/л. Получение хлорированного тринатрийфосфата по данному способу позволяет упростить технологический процесс, исключив стадии получения гипохлорита натрия, фильтрования его от Хлорида натрия, кристаллизации, фильтрования, упаковки, транспортировки и загрузки твердого тринатрийфосфата при наличии более дешевого сырья фосфорной кислоты и едкого натра, интенсифицировать технологический процесс, сократив длительность хлорирования с 40 до 0,25-1,0 ч (Кристаллизации с 6 до 1-2 ч, повысить выход продукта практически до количественного по фосфату, гидроокиси натрия путем исключения отходов производства (хлористый натрий, загрязненный гипохлоритом, и сточные воды, содержащие активный хлор, фосфат, хлоридj хлорат натрия), при необходимости расвшрить сьфьевую базу производства, используя наряду с фосфорной кислотой тринатрийфосфат, динатрийфосфат и другие фосфаты, дающие с гидроокисью натрия тринатрийфосфат.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРИРОВАННОГО ТРИНАТРИЙФОСФАТА, включающий взаимодействие в водной среде гидроксида натрия, хлора и фосфорсодержащих соединений с последующей кристаллизацией продукта и отделением его фильтрацией, о т л и чающийся тем, что, с целью ускорения процесса, сокращения количества сточных вод при одновременном повышении выхрда продукта, сначала смещи, вают растворы гидроксида на:тряя и фосфорсодержащего соединения, a затем смесь обрабатывают хлором. 2,Способ по П.1, о т л и ч a ющ и и с я тем что в качестве фосфорсодержащего соединения используют фосфорную кислоту и/или тринатрийфосфат. 3.Способ-по пп. 1 и 2 о т л и.4 a ю щи и с я тем, что смесь, содёрж ицую гидроксид натрия и фосфорсодержащее соединение, обрабатывают хлором при 25-50°С до достижег ния рН 9,0-12,5.