Способ получения однохлористой серы Советский патент 1929 года по МПК C01B17/45 

Предлагаемое изобретение относится к известному способу получения оцнохлористой серы (52С/2) из серы и хлора в присутствии хлористой серы и катализатора.

Промышленное получение хлоропроизводных серы непосредственно из элементов осуществляется или горячим способом - пропусканием хлора в расплавленную серу, или же „холодным, при котором хлор взаимодействует либо с твердой серой, либо же с серой, растворенной в двухлористой сере. Предлагаемый способ получения хлоропроизводных серы принадлежит К-группе „холодных способов. В существенных чертах он сводится к тому, что хлор пропускают при определенных температурных условиях, в твердую серу, более или менее смоченную хлористой серой, в присутствии пятихлористой сурьмы. В данном случае имеет место, таким образом, явление так называемого „парного катализа, при чем роль „парного катализатора должна быть приписана комбинации: хлористая сера и пятихлористая сурьма, с оптимальной температурой действия, лежащей не ниже 50°-60°С Сущность происходящих при этом явлений можно себе представить

так: хлор действует в присутствии bbCk весьма энергично на хлористуЮ серу с образованием дихлорида по уравнению 52С/2 -}- С1-, 2SbCl2 образовавшийся дихлорид в присутствии bbCk, действует не менее энергично на сухую серу с образованием хлористой серы по реакции 5С4 -J- .S .

Та роль, которую в предлагаемокспособе играет „парный катализатор -в частности специфические: особенности SbCl, а также смысл упомянутой уже оптимальной температуры в значительной степени выясняются из следующих наблюдений: 1) реакция образования двухлористой серы из хлористой серы и хлора по уравнению: S C/v-|- С/о 2SCU,- не только в отсутствии катализатора, но и в присутствии таких катализаторов, как железная пыль, А/С/з и др., протекает чрезвычайно медленно, при чем полученный продукт содержит на ряду со связанным (в форме дихлорида) хлором, также значительное количество хлора, растворимого в хлористой сере; поэтому достаточнонебольшого уже подъема температуры для того, чтобы хлор этот начал выделяться. Это явление не следует смешивать с разложением.

двухлористой- серы при нагревайии; как показали дальнейшие наблюдения, выделение растворенного хлора происходит при более низкой температуре, чем разложение дихлорида, при чем температура эта обуславливается той температурой, при которой происходило насыщение хлористой серы хлором; кроме того, разложение дихлорида происходит гораздо менее бурно. Пятихлористая сурьма играет в данном случае, повидимому, совершенно особую роль, и в ее присутствии упомянутая реакция образования двухлористой серы дает результаты исключительно хорошие, как в смысле скорости поглош,ения, так и в отношении состава полученного продукта. 2) Заметное разложение двухлористой серы при нагревании по уравнению: 26672 .So 04-f-С4 начинаясь при температурах около 40 С, достигает своего максимума при 55° С. 3) Обесцвечивание двухлористой серы серой по уравнению: 60/2-{ 5 52(7/2, в присутствии SbCl;, протекает чрезвычайно энергично; заметно слабее она идет в присутствии AlCd, исовсем вяло (при комнатной температуре даже без сколько-либо заметных скоростей) в присутствии железной пыли или же в отсутствии катализатора. При этом при температуре между 50 С-60 С в приутствии SbCl;, упомянутая реакция происходит почти моментально.

Производство хлористой серы (монохлорида) по предлагаемому способу удобнее всего осуш,ествляется в аппарате цилиндрической формы, изображенном на чертеже в вертикальном разрезе, с лазом А для загрузки серы, с краном J для выпуска готового продукта и с двумя трубками, из коих одна С дохоит до дна и служит для подачи лора, другая же D оканчивается под самой крышкой прибора и содиняется с серно-кислотным манометром (либо же со склянкой Тищенко) для контроля над давлением внутри аппарата. Обычно поглош,еие хлора серой происходит настолько энергично, что в реакционном пространстве имеет место большее или меньшее разрежение.

Работа начинается с того, что в котел вводится необходимое для начала операции количество хлористой серы и SbCly. Затем забрасывается столько серы, сколько допускает емкость прибора и начр;нается пропускание хлора, при чем прибегают к внешнему охлаждению в случае, если температура реакционного пространства поднимется слишком высоко. После того, как будет пропущено расчитанное количество хлора, дают отстояться содержимому цилиндра (чем сберегается катализатор) и опоражнивают его, оставляя лишь такое количество хлорида, какое необходимо для возобновления операции, после чего начинают цикл снова.

В качестве „парного катализатора применяется хлористая сера и 56(7/6. При этом очень благоприятным оказывается то обстоятельство, что 56(7/5 образует в хлористой сере чрезвычайно объемистую, хлопьевидную массу, что способствует его равномерному распределению по всему реакционному пространству. Относительно количества применяемых катализаторов, можно отметить, что 56(7/,-, производит необходимый эффект, будучи введен в самых, минимальных дозах (напр., менее 0,1 % по весу введенной в реакции серы), что же касается хлористой серы, то и ее количество может быть так-же мало, как и количество ббС/у, Однако, принимая во внимание своеобразный характер процесса, при котором газообразный хлор реагирует с твердой серой, и трудность, вследствие этого, распределения катализатора по всей поверхности введенной в реакционное пространство серы (что желательно для максимальной скорости процесса и для более целесообразного использования емкости применяемой аппаратуры)-полезно брать хлористой серы столько, чтобы вся взятая в цилиндр сера была погружена в хлористую серу. Во