RU2193523C2 - Способ получения тетрафторида селена - Google Patents
Способ получения тетрафторида селена Download PDFInfo
- Publication number
- RU2193523C2 RU2193523C2 RU2000123346A RU2000123346A RU2193523C2 RU 2193523 C2 RU2193523 C2 RU 2193523C2 RU 2000123346 A RU2000123346 A RU 2000123346A RU 2000123346 A RU2000123346 A RU 2000123346A RU 2193523 C2 RU2193523 C2 RU 2193523C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- selenium
- mixture
- fluorine
- tetrafluoride
- temperature
- Prior art date
Links
- PMOBWAXBGUSOPS-UHFFFAOYSA-N selenium tetrafluoride Chemical compound F[Se](F)(F)F PMOBWAXBGUSOPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 claims description 17
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 6
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 3
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 3
- ABQLAMJAQZFPJI-UHFFFAOYSA-N 3-heptyloxolan-2-one Chemical compound CCCCCCCC1CCOC1=O ABQLAMJAQZFPJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- OMRRUNXAWXNVFW-UHFFFAOYSA-N fluoridochlorine Chemical compound ClF OMRRUNXAWXNVFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- -1 halogen fluorides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000692870 Inachis io Species 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- PRJUDYSHHNMANV-UHFFFAOYSA-N [Se-2].[Se-2].[Se-2].[U+6] Chemical class [Se-2].[Se-2].[Se-2].[U+6] PRJUDYSHHNMANV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- QYHFIVBSNOWOCQ-UHFFFAOYSA-N selenic acid Chemical class O[Se](O)(=O)=O QYHFIVBSNOWOCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZIJTYIRGFVHPHZ-UHFFFAOYSA-N selenium oxide(seo) Chemical class [Se]=O ZIJTYIRGFVHPHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- QHMQWEPBXSHHLH-UHFFFAOYSA-N sulfur tetrafluoride Chemical compound FS(F)(F)F QHMQWEPBXSHHLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- JOHWNGGYGAVMGU-UHFFFAOYSA-N trifluorochlorine Chemical compound FCl(F)F JOHWNGGYGAVMGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MZFRHHGRNOIMLW-UHFFFAOYSA-J uranium(4+);tetrafluoride Chemical class F[U](F)(F)F MZFRHHGRNOIMLW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к неорганической химии, а именно к способам получения фторида селена. Результат изобретения - создание простого, технологичного способа, не требующего предварительной обработки исходного селена. Селен фторируют смесью фтора и инертного газа в объемном соотношении 1:(4-5). Температура процесса от +5 до -10oС. Давление атмосферное. Скорость подачи газообразной смеси 20-80 л/ч. В качестве инертного газа используют азот, аргон или их смесь. Полученный тетрафторид селена извлекают, испаряя при 90-100oС и давлении до 1,5 атм. 2 з.п.ф-лы, 1 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к неорганической химии, к области получения фторидов элементов VI группы II подгруппы Периодической системы элементов, а именно - к получению тетрафторида селена SeF4.
Тетрафторид селена находит применение, в частности, в процессах избирательного фторирования при синтезе лекарственных препаратов.
Тетрафторил селена - бесцветная жидкость, характеризующаяся температурой кипения около 105oС и температурой плавления около минус 9,5oC.
Известны [Gmelin Handbook, Se. Supplement vol. B2, Compounds. Springer-Verl. , 1984, S.9-10] различные способы получения тетрафторида селена. Это соединение получают фторированием селена фторидами галогенов [J.J. Pitts. A.W. Jache, Inorganic Chemistry, 7, 1968, p.1661-3], например трифторидом хлора ClF3 [C.J. Schack et al, Inorganic Chemistry, 11, 1972, р.208-9] . Фториды и гексафториды серы, селена и теллура получают обработкой соответствующих элементов фторидом хлора [патент США 3373000, кл.23-352, заявл. 01.11.66, опубл. 12.03.68].
Тетрафторид селена получают также взаимодействием тетрафторида серы с оксидами селена или с селенатами металлов [патент США 3026179, заявл. 7.06.57, опубл. 20.03.62; Chem. Abstr. V.57, 13411].
Селениды урана, например USe, USe2 или USe3, после обработки их растворенным фтором образуют в основном тетрафториды селена и урана [А.F. Clifford, A.J. Morris, J. Inorganic Nucl. Chemistry, 5, 1957, p.71-75, 73].
Однако при получении тетрафторида селена рассмотренными выше способами продукт в значительной степени загрязнен; кроме того, образуется некоторое количество побочных продуктов.
Известны способы получения тетрафторида селена из элементов - селена и фтора [Е.Е. Aumsley, R.D. Peacock, P.L. Robinson, J. Chemical Society, 1952. p,1231-4; С. Dagron, Comptes Rendus, 244, 1957, p.1779-82]:
Se+2F2-->SeF4.
Se+2F2-->SeF4.
По этим известным способам тетрафторид селена получают в тщательно контролируемых условиях, иначе образуется гексафторид селена. Перед фторированием селен сушат в вакууме при 200oС и затем диспергируют в виде неглубокого слоя в пустом, охлаждаемом льдом сосуде из пирексного или кварцевого стекла.
Фтор растворяют азотом в соотношении 1:1 и пропускают над селеном со скоростью 1 л/час при охлаждении около 0oС. По завершении взаимодействия жидкий продукт дистиллируют и фракционируют. При температуре около 100oС либо при использовании более концентрированного потока фтора основным продуктом взаимодействия является гексафторид селена. При проведении процесса в стеклянном аппарате продукт содержит примеси фторида кремния.
Процесс [A. Haas, H. Wilner, Zeitschrift fur Anorganische und Allgemeine Chemie, 454, 1979, S. 17-23] может проводиться в тефлоновом или кварцевом аппарате, при этом пары селена при высокой температуре взаимодействуют со смесью газообразного фтора и аргона, образуя смесь моно, ди- и тетрафторидов селена, которые затем осаждаются на охлажденной поверхности. При этом возникает необходимость разделения фторидов.
Наиболее близким к предлагаемому способу является метод [J.Carre, P. Claude, J.M. Letoffe et al, J. Fluorine Chemistry, 14, 1979, p.139-52,140].
Этот способ является вариантом способа, предложенного Aynsley и др., по которому проводили фторирование селена смесью 1:1 фтора и азота при температуре 0oС[Е.Е. Aynsley, R.d. Peacock, p.1. Robinson, Journal Chemical Society, 1952, 1231-4]. По усовершенствованному способу селен взаимодействует со фтором в металлическом аппарате, внутри которого расположен змеевик, охлаждаемый рефрижерантом. Селен подвергают сублимации и наносят на поверхность змеевика конденсацией, а затем в аппарат со скоростью 8 л/час пропускают смесь фтора и азота. Взаимодействие свежесублимированного селена со фтором, разбавленным азотом (в соотношении 1:1, как у Aynsley, см. выше), проводят при температуре минус 8oС и давлении 200 мбар. По мере взаимодействия образующийся тетрафторид селена стекает на дно реактора, что позволяет проводить реакцию до полного расхода исходного селена.
Сложность применения этого способа состоит в необходимости проведения синтеза как минимум в две стадии - предварительной сублимации и фторирования. Исходный селен сначала нагревают до сублимации, в результате которой он в мелкодисперсном виде осаждается на охлаждаемой поверхности змеевика. Таким образом, взаимодействие фторазотной смеси проходит с порошкообразным, свежесублимированным селеном, нанесенным на поверхность тонким слоем. После нанесения сублимированного селена необходимо охлаждение объема реактора для проведения фторирования. Кроме того, получаемый продукт, собираемый на дне реактора, может содержать примеси и загрязнения.
Задачей, стоящей перед авторами предлагаемого изобретения, является создание более простого, технологичного способа получения тетерафторида селена, без специальной предварительной обработки исходного селена, без его нагревания и какой-либо очистки.
Указанная задача решается путем проведения фторирования "сырого" исходного селена, который может использоваться в любом виде, выпускаемом промышленностью - в гранулированном, таблетированном, и т. п., не подвергаясь предварительной обработке, при этом получаемый продукт не должен содержать примесей и загрязнений.
Сущность изобретения состоит в том, что в аппарат для проведения фторирования слоем 20-25 мм насыпают селен в виде любого коммерчески доступного продукта. Это могут быть гранулы или таблетки, например, выпускаемые в соответствии с ГОСТ, диаметром около 5 мм и высотой около 1-2,5 мм. Однако приведенная характеристика этого продукта не ограничивает допустимые для использования в этом способе его виды. Фторирование проводят фтором, разбавленным инертным газом, например азотом, аргоном или гелием, однако экономически целесообразно использование азота или аргона. Может использоваться также и смесь инертных газов, например азота и аргона, в любом соотношении. Объемное соотношение фтора и инертного газа составляет 1:4-5.
Смесь газов пропускают в реактор со скоростью подачи 20-80 л/час, поддерживая в нем температуру от +5oС до -10oС. После завершения фторирования, которое определяют по снижению температуры в реакторе, охлаждение прекращают. Готовый продукт - тетрафторид селена собирают либо на дне реактора, либо путем испарения. Для проведения последнего повышают температуру в реакторе до 90-105oС, заменяя рефрижерант (рассол) на пар и понижая давление до 0,3-0,5 атм. Образующиеся пары тетрафторида селена выводят из реактора и собирают в сборнике. Полученный таким образом продукт состоит из тетрафторида селена с содержанием основного вещества около 99,9%. Анализ продукта проводился методами хроматографии, по химическому взаимодействию с йодистым калием KJ, или ЯМР.
Процесс фторирования по предлагаемому способу может проводиться, как описано далее, однако изобретение не ограничено приведенными примерами. Процесс может проводиться также в реакторах другой конструкции, позволяющей осуществить разработанный нами способ.
Для проведения способа использовался реактор в двойными стенками и с полками, позволяющими осуществлять подачу охлаждающего рассола или греющего пара, например, как показано на чертеже, иллюстрирующем проведение процесса.
Количество полок в этом реакторе не ограничено приведенной схемой.
В реактор 1 насыпают исходный коммерческий селен, описанный выше, на полки 2 слоем примерно 20-25 мм, причем его масса не ограничена и зависит от объема реактора. В межтрубное пространство реактора (рубашка 3) и через змеевик 4 пропускают охлаждающий рассол и по достижении температуры от +5 до - 8oС в реактор со скоростью около 20-80 л/час подают смесь 5 фтора и инертного газа в соотношении 1:4-5 соответственно. Может использоваться также смесь инертных газов. В процессе фторирования температуру в реакторе поддерживают, подавая в межтрубное пространство рассол, охлажденный до температуры в пределах от 0 до -10oС. После завершения фторирования, определяемого по снижению температуры в реакторе, фиксируемой с помощью термопары, подачу газа прекращают. После этого температура поднимается до температуры рассола. Образовавшийся тетрафторид селена либо отводят со дна реактора, либо проводят его испарение, для чего вместо рассола в межтрубное пространство подают греющий пар. При температуре проведения фторирования (от 90 до 105oС) и давлении около 1,3-1,5 атм парообразный тетрафторид селена испаряется и собирается в сборнике, снабженном холодильником.
Конкретные параметры проведения процесса приведены в примерах 1-6, представленных в таблице. В примерах указано объемное соотношение фтора и азота в подаваемой смеси. Время проведения процесса зависит от массы загружаемого исходного селена, скорости подачи потока газа, содержащего фтор, и соотношения в нем фтора и азота, а также температуры проведения процесса. Процесс ведут до полной конверсии исходного селена. Завершение фторирования определяют по реакции с йодистым калием пробы, взятой через пробный кран (на схеме не указан). При завершении взаимоодействия в отобранной пробе появляется свободный, непрореагировавший фтор, который взаимодействует с йодистым калием, в результате выделяется свободный иод, окрашивающий пробу:
F2+2KJ-->J2+2KF.
F2+2KJ-->J2+2KF.
Разработанный способ позволяет получать продукт с выходом не менее 75% и содержанием тетрафторида селена до 99,9%.
Способ позволяет применять исходный селен в любом виде, без его предварительной очистки и специальной обработки.
Claims (3)
1. Способ получения тетрафторида селена фторированием селена элементарным фтором, подаваемым в смеси с инертным газом при пониженной температуре, отличающийся тем, что фторирование проводят смесью фтора и инертного газа в объемном соотношении 1: 4-5, при температуре от +5 до -10oС, атмосферном давлении со скоростью подачи газообразной смеси от 20 до 80 л/ч.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полученный тетрафторид селена извлекают, испаряя при температуре 90-100oС и давлении до 1,5 атм.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инертного газа используют азот или аргон, либо их смесь в любом соотношении.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000123346A RU2193523C2 (ru) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | Способ получения тетрафторида селена |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000123346A RU2193523C2 (ru) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | Способ получения тетрафторида селена |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000123346A RU2000123346A (ru) | 2002-08-27 |
| RU2193523C2 true RU2193523C2 (ru) | 2002-11-27 |
Family
ID=20239897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000123346A RU2193523C2 (ru) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | Способ получения тетрафторида селена |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2193523C2 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB713119A (en) * | 1952-01-23 | 1954-08-04 | Ici Ltd | Improvements in or relating to the production of selenium hexafluoride |
| US3026179A (en) * | 1957-06-07 | 1962-03-20 | Du Pont | Preparation of selected inorganic fluorides |
| US3373000A (en) * | 1966-11-01 | 1968-03-12 | Olin Mathieson | Process for preparing tetrafluorides and hexafluorides |
-
2000
- 2000-09-04 RU RU2000123346A patent/RU2193523C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB713119A (en) * | 1952-01-23 | 1954-08-04 | Ici Ltd | Improvements in or relating to the production of selenium hexafluoride |
| US3026179A (en) * | 1957-06-07 | 1962-03-20 | Du Pont | Preparation of selected inorganic fluorides |
| US3373000A (en) * | 1966-11-01 | 1968-03-12 | Olin Mathieson | Process for preparing tetrafluorides and hexafluorides |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| J.CARRE et al, J. Fluorine Chemistry, 1979, v.14, p.139-152. * |
| КИНДЯКОВ П.С. и др. Химия и технология редких и рассеянных элементов. - М.: Высшая школа, 1976, ч. III, с.107. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2014293663A1 (en) | Synthesis of hydrogen bis(fluorosulfonyl)imide | |
| GB774270A (en) | Method of producing bodies of metals or matalloids | |
| US4515762A (en) | Process for processing waste gases resulting during the production of silicon | |
| US2778726A (en) | Purification of refractory metals | |
| US3386892A (en) | Purification of fluosilicic acid solution by distillation with phosphoric acid solution | |
| RU2193523C2 (ru) | Способ получения тетрафторида селена | |
| US3687622A (en) | High pressure purification of hydrogen fluoride | |
| US3663382A (en) | Process of recovering hydrogen fluoride free of arsenic by distillation | |
| US3023087A (en) | Process for the production of extremely pure silicon | |
| JP2000159505A (ja) | フッ素化ハロゲン化合物の製造方法 | |
| IL23892A (en) | Process for producing iodine pentafluoride | |
| US6780390B2 (en) | Method of producing high purity germanium tetrafluoride | |
| US3053637A (en) | Production of pure phosphorus | |
| JP2008513345A (ja) | 四フッ化マンガンの製造法 | |
| Brown et al. | Preparation and some physical properties of sulphur tetrafluoride | |
| US2999736A (en) | High purity silicon | |
| US4190487A (en) | Reactive atmosphere processing method of crystal growth of alkaline earth chlorides | |
| SU1432001A1 (ru) | Способ получени чистого газообразного фтора | |
| SU823276A1 (ru) | Способ получени четырехфтористойСЕРы | |
| US2894811A (en) | Process for making uranium hexafluoride | |
| RU2104932C1 (ru) | Способ получения фторида лития | |
| US3047366A (en) | Production of pure arsenic and phosphorus | |
| US2931709A (en) | Decarburizing silicon tetrachloride | |
| US3207581A (en) | Process for purifying boron trichloride | |
| US3095271A (en) | Production of boron trihalides |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060905 |