专利名称：具有改善流动性的五氧化二磷粉末的制备方法
技术领域：
本发明涉及具有改善流动性的五氧化二磷粉末(六角晶系(variétéhexagonale)，后面记为P2O5)的制备方法。
工业上，在大大过量的干燥空气流中通过燃烧白磷可得到P2O5。该反应是放热反应，使其温度升到1300℃。由此得到的燃烧气体由含O2低的空气和气态P2O5组成，这些气体送到冷凝器(去升化器)，在冷凝器中P2O5以粉末状结晶。然后，得到的P2O5粉末一般地再进行筛分，然后装桶或用容器包装。
P2O5是一种重要的工业产品。作为中间试剂，P2O5特别地用于生产在农业化学领域和制药领域中尤其使用的许多磷酯。这些磷酯一般是通过固体P2O5与醇(一般呈液体或溶液形式)反应得到的。这些反应使用了两个不同的相，为了遵守化学计算量、反应动力学以及为了避免加入P2O5粉末时非常剧列放出热量，需要有一种有效混合的方式以及一种相适应的P2O5粉末加入设备。
因此，需要有一种P2O5的粉末，它具有良好的加工、运输、在反应介质中分散的性能，特别地具有良好的流动性(或流动)。
关于流动性，这里表示粉末具有以单个微粒形式稳定、均匀和有规律地流过大孔或小孔的能力。
许多试验能够观察到粉末的流动性。
所述的压实试验一般被认为是最适合评价P2O5粉末的流动性。
这个试验是测量在用标准化棒产生很小震动的作用下粉末的压实能力。该测量是估算在起始体积与500次震动后占有的体积之差。粉末压实越多，其粉末流动性越不好。
基于这个试验，可以测定三个指数-疏松表观密度da(densitéapparente aérée)-压实表观密度dt(densitéapparente tassée)，以及-Hausner比值Hr，它等于dt/da比。
Hr降低时，因为密度da与密度dt相近，所以粉末的流动性得到改善。
换句话说，微粒间的间隙更难以被其他尺寸更小的微粒填满。这些小微粒在不同尺寸微粒之间的积累造成了微粒间的力的增加，于是阻碍了粉末整体流动。因此，Hr比值具有微粒在微粒间排列的意义。于是，Hr比值为1-1.25的P2O5的粉末加工问题不多。密度da与密度dt是接近的。
仅压实表观密度dt当然不是一个流动性的指数，尽管如此，这种测定可完成Hr的认识，只要对于具有一定微粒尺寸的粉末，若密度dt很大，而重力变得大于微粒间的力，从而有利于自然流动。对于同样的Hr，当dt降低时，有利于流动。Hr是无量纲的参数，dt能够对粉末进行彼此间比较。
疏松表观密度(或实际密度)da不能作为，也不再作为流动性指数，但在P2O5粉末运输和包装的技术中还是使用的。
本申请人观察到，在如前面提到的工业生产P2O5粉末时，这种生产非常偶然地得到多批流动性很差(高Hr)的P2O5粉末；这些粉末在以后应用，特别是作为中间试剂在合成磷酯方面的应用是非常有害的。
EP 189 766 B1描述了一种尤其能够改善P2O5粉末流动性的方法。该方法是在任选搅拌的密闭反应器中，将P2O5粉末(六角晶系)加热到温度200-390℃达0.5-8小时。
这种方法能够明显改善P2O5粉末的流动性，但使用了高温和长的“退火”时间达到改善，这些条件严重地妨碍了工业方法的生产率。另外，这种方法需要在贵重材料方面的投资。
这种热处理或退火还降低了P2O5粉末(六角晶系)的“反应性”。这种反应性可通过简单试验予以评价，其试验是让P2O5在芳族溶剂(例如邻二氯代苯)中的溶液与酚进行反应。
这时测量在测定期间该反应放出的热量。
因此，P2O5的反应性以℃/分钟定量。
这种六角晶系P2O5的固有反应性是许多P2O5使用者越来越需要的一个特性，他们希望有良好流动性和高反应性的P2O5粉末。
本申请人发现，在室温下采用干法机械处理P2O5粉末，能够得到具有改善的流动性，良好的分散性和保持高反应性的P2O5粉末(六角晶系)。
本发明的目的因此是一种具有改善流动性的五氧化二磷粉末(六角晶系)的制备方法，其特征在于在干燥气体的气氛下，在室温采用干法机械搅拌所述的粉末达5-30分钟，优选地10-20分钟。
进行这样机械处理的P2O5粉末可以有不同的来源。
该粉末可以来自储存P2O5粉末的地方。它还可以直接来自P2O5粉末的生产方法，该方法是将液体白磷和过量的干燥空气按照下述反应的化学计算量连续加入燃烧区从这个区出来的燃烧气体在冷凝器(去升华器)中冷却，在所述冷凝器中回收所得到的P2O5粉末，再使用轴式输送机送到本发明的机械处理区。
在这种情况下，从螺杆输送机出来的所得到的P2O5粉末可以处在稍高于室温的温度下。
根据本发明，室温是指温度15-30℃，优选地20-25℃。这个温度是机械处理的温度，这意味着在既不加热，也不冷却的设备中进行所述的处理。
根据本发明，采用干法进行P2O5粉末的机械处理。这意味着这种处理时不使用任何溶剂。
在如空气之类的干燥气体的气氛下操作。使用惰性气体是不必要的。
根据本发明，可以在任何能使粉末有效解结块的设备中进行机械搅拌操作。
优选地，使用所谓的“犁铧(soc de charrue)”混合器，其搅拌速度为100-350转/分钟，优选地150-300转/分钟，还能够达到Froude数Fr，该数是离心力与重力之比，可以直到5。
在混合器中进行搅拌的粉末物料可根据下述关系式用单位重量功率确定PM＝千瓦数/待处理产品的千克数(kw.kg-1)搅拌时间的短的，一般是10-15分钟，就足以得到具有良好流动性的粉末，即粉末具有Hr≤1.25。
根据本发明，搅拌的P2O5粉末在包装前转移到储存的地方。
本发明方法的优点是得到具有良好加工性能，特别是良好的分散性，良好的流动性(Hr≤1.25)的P2O5粉末，这样无需加任何的防结块剂，还具有至少同样的反应性，甚至高于在机械处理前测定的反应性。
下面的实施例说明本发明。
实施例制备P2O5粉末使用如
图1示意图表示的设备，根据用管道(1)将液体白磷和用管道(2)将干燥空气连续加入由冷却的圆柱体容器构成的燃烧区(3)中的方法，可得到P2O5粉末。
从燃烧区出来的温度为600-650℃的燃烧气体通过管道(4)送到圆柱形冷凝器(5)，该冷凝器以圆锥台形部分为端部，以调节流量的水通过薄膜冷却，其中在冷却气体中生成P2O5固体微粒，这些微粒增大，直到在气态混合物中沉淀生成细粒固体实体，降落到所述冷凝器底部的斗中，然后用带状螺杆输送机(6)和管道(7)将该固体实体送到混合器(8)，在此P2O5粉末进行本发明的机械处理。
从冷凝器(5)出来的气体通过管道(9)送到与冷凝器(5)相同的第二个冷凝器(10)，从中回收P2O5粉末，这些P2O5粉末降落到同一螺杆输送机(6)中。
从冷凝器(10)出来的气体由贫化空气组成，这些气体通过管道(14)排到大气中。
通过管道(11)将处理的粉末送到储存区(12)，由该区通过(13)可保证包装。
使用在图1上未绘出的设备，在混合器(8)前和混合器后取出P2O5粉末，以便测定他们的流动性和反应性特性。
在下面表1中，我们报告了P2O5粉末的生产操作条件。
表1
根据A和B条件所得到的P2O5粉末的机械处理使用的装置150升MXC 0150型犁铧式混合器，GERICKE公司销售。
机械处理的条件-温度约25℃-搅拌速度(转/分钟)300
-物料(千克)80-单位重量功率Pm(W.kg-1)56-搅拌时间(分钟)15-使用的气体干燥空气。
处理结果-疏松密度da，-压实密度dt，-Hausner比值Hr＝dt/da，在表2中报告了按照本发明处理的P2O5粉末和未处理P2O5粉末的反应性。运用下面的试验测定了这些特性。
压实试验原理Hr比值度量了这些粒子在标准化的轻微震动作用下的压实能力。把一定量的粉末倒入试管中。这时测量是记录下开始的试样体积，然后，在选定的多次震动后测量粉末所占的体积。
采用体积计测量Hr比值。
仪器-通干燥空气的手套操作箱，-体积计(根据ISO R787和ASTM B522 70标准，压实粉末所使用的装置)，-250毫升圆底量筒，-天平，-不锈钢漏斗，-直径2毫米的不锈钢筛，-不锈钢铲，-刮刀洗涤并在80℃烘箱中干燥。
操作方式1、筛分待分析粉末，以便消除由于以后操作而出现的不同压实情况。
2、使用漏斗往量筒装100克，正负为2克粉末。为了使粉末流动，使用不锈钢片有规律地叩拍漏斗，同时注意不要碰到量筒的边。还应该注意不压实粉末，且不要让粉末放到沿量筒玻璃太高。记下质量和体积。
3、把量筒放到体积计中，对它敲500次。这个操作重复3次。
计算疏松密度加入量筒中的粉末质量/开始体积(压实前)压实密度加入量筒中的粉末质量/最后的体积(压实后)Hausner比值，Hr压实密度/疏松密度。
结果的解释Hr≤1.25流动性非常好，1.26≤Hr≤1.30流动性好，1.31≤Hr≤1.4难以流动，Hr＞1.4几乎不可能自由流动。
反应性试验原理让P2O5与酚反应。记录混合物温度随时间的变化，再通过测量在曲线[温度＝f(时间)]拐点处的正切斜率测定其反应性。
试验起始温度25℃一次加入酚。
试剂-二甲苯酚(2，4-二甲基苯酚)-邻二氯代苯仪器-1个带视距仪的连续流动式搅拌器，它配置了一个锚式搅拌器，-1个温度记录仪，它配置了铁/镍铜合金热电偶探测器，-1个在25℃可调节的水浴，-1个实验室天平，-1个杜瓦(Dewar)瓶操作方式-把试剂瓶放到调节到30℃的加热水浴中，-用热水洗涤杜瓦瓶，再用丙酮干燥，-在干燥的专用杜瓦瓶中准确称量20克P2O5，-把杜瓦瓶放在橡胶环上，再调节搅拌器以便使搅拌器与杜瓦瓶壁之间的空隙尽可能小(约1毫米)，-保证搅拌器的锚自由旋转而不碰杜瓦瓶壁，-用量筒量出44厘米3邻二氯代苯，-倒入它们，同时清洗杜瓦瓶壁，-将搅拌速度调节到300转/分钟，-称量56.5克二甲苯酚放入烧杯中，-调节热电偶(温度应该是25℃)，-倒入二甲苯酚，同时打开预先校准的记录仪走纸速度6厘米/分钟，-温度达到80℃时停止记录。
结果在温度随时间变化曲线的拐点划出正切线，其斜率可确定以℃/分钟表示的P2O5粉末的反应性。
表权利要求
1.一种具有改善流动性的五氧化二磷粉末(六角晶系)的制备方法，其特征在于在干燥气体的气氛下，在室温采用干法机械搅拌所述的五氧化二磷粉末达5-30分钟。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于机械搅拌的时间是10-20分钟。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于实施该方法时使用设备的搅拌速度是100-350转/分钟。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于搅拌速度是150-300转/分钟。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的方法，其特征在于在温度15-30℃下操作。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所得到的五氧化二磷粉末(六角晶系)，它具有Hausner比值Hr等于或低于1.25，Hausner比值Hr定义为压实表观密度dt与疏松表观密度da之比。
全文摘要
本发明涉及一种具有改善流动性的五氧化二磷粉末的制备方法,所述方法是在室温下机械搅拌所述的五氧化二磷粉末。
文档编号C01B25/12GK1386110SQ0180225
公开日2002年12月18日 申请日期2001年8月2日 优先权日2000年8月4日
发明者V·马涅 申请人:阿托菲纳公司