ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Синтез пентакарбонила железа из "Химия и технология карбонильных материалов" Впервые пентакарбонил железа Fe( O)s был получен в 1891 г. одновременно Мондом [85] в Англии, Бертло [86] во Франции и Варта [87] в Германии. Монд и Бертло получили Fe( O)s взаимодействием окиси углерода с тонкораспределенным железом при температуре соответственно 80 и 45 °С и атмосферном давлении. Варта получил пентакарбонил железа в смеси с тетракарбонилом никеля обработкой окисью углерода железо-никелевого сплава при повышенной температуре и атмосферном давлении. Однако выход карбонила железа в этих работах был менее 1 /о. [c.40] Значительно повысить выход удалось лишь четверть века спустя, когда немецкие исследователи предложили проводить процесс при повышенных давлениях и температурах [88]. Аналогичные работы были проведены и в Англии [89]. Уже в 1924 г. концерном И. Г. Фарбениндустри в г. Оппау было налажено промышленное производство пентакарбонила железа, который вначале использовался в качестве антидетонатора моторных топлив [21]. Пентакарбонил железа получали из губчатого железа в вертикальных реакторах, через которые пропускали техническую окись углерода из газогенератора под давлением до 200 ат. Температура процесса поддерживалась в пределах 150—200 °С. Этот метод до настоящего времени не претерпел каких-либо значительных изменений и применяется во всех промышленно развитых странах, включая Советский Союз. [c.40] Реппе с сотр. предложил метод получения карбонила железа обработкой сульфата железа FeS04 окисью углерода при повышенных давлении и температуре в присутствии аммиака [91]. [c.41] Существуют также некоторые другие методы получения пентакарбонила железа, не имеющие практического значения. [c.41] Промышленное получение пентакарбонила железа, основанное на его синтезе из элементарного железа и окиси углерода, обычно является первой стадией карбонил-процесса, в которой доступное и дешевое железосодержащее сырье обрабатывается технической окисью углерода, образуя полупродукт производства — карбонил. Синтез пентакарбонила железа проводится под давлением окиси углерода 200 ат и температуре 180—200 °С. При этом в процессе синтеза карбонила осуществляется естественная глубокая очистка исходного железа в железосодержащем сырье от большинства примесей (серы, фосфора, кремния и др.), поскольку они не образуют в условиях процесса летучих карбонилов [21]. Вследствие этого пентакарбонил железа представляет собой наиболее подходящий исходный продукт для получения порошкового железа во второй стадии карбонил-процесса, в сочетании с последующей его термообработкой с целью получения особо чистого железа. [c.41] При промышленном получении пентакарбонила железа в качестве железосодержащего сырья используются обычно губчатые железо и штейн (сплав железа с серой), гранулированное железо и некоторые природные руды [21]. [c.41] Губчатое железо (ТУ 2982—51), используемое преимущественно, в Советском Союзе, представляет собой продукт восстановления технических окислов железа (например, окалины) или окисной железной руды (например, магнетита). Оно содержит 88% чистого железа. [c.41] С целью интенсификации процесса синтеза пентакарбонила железа применяют губчатое железо с большим содержанием железа. [c.41] Железный штейн представляет собой сплав железа (в виде опилок) с серным колчеданом Ре5 в соотношении 3 1. Он широко применялся до войны в Германии и применяется сейчас в некоторых странах Западной Европы. [c.42] Модификацией штейна является сплав железа с серой, который изготавливается в электропечах путем сплавления с серой железных стружек — отходов производства. Этот сплав содержит приблизительно 92% элементарного железа и 8% серы. [c.42] Гранулированное железо — богатый железом продукт, получаемый с помощью магнитной сепарации отходов железа. В ЧССР размер частиц гранулированного железа от 5 до 15 мм, оно содержит 80—90% Ре, 1,5—3% 5 (в виде Ре5). [c.42] Окисные природные руды могут успешно применяться в качестве железосодержащего сырья после их предварительного восстановления, однако широкого применения, несмотря на очевидную перспективность, эти руды пока не получили, так как реакторы синтеза, в которых проводится восстановление, необходимо специально защищать от водородной коррозии. [c.42] В табл. 10 приведен состав характерных образцов руд, используемых в США для синтеза пентакарбонила железа. [c.42] Синтез проводится на установке, оборудованной аппаратурой для предварительного восстановления руд водородом. При обработке окисью углерода полнота использования железа достигает 98,5%. [c.42] Необходимо отметить, что при осуществлении полного цикла переработки железосодержащего сырья в карбонильное железо по схеме карбонил-процесса основная часть окиси углерода, поступающей на синтез карбонила, возвращается из отделения его разложения. [c.43] Схема промышленного получения Ре (СО) 5 приведена на рис. 8 и подробно описана в специальной монографии [21]. На ход синтеза благоприятно влияют примеси аммиака, а также водорода, сероводорода и некоторых спиртов при их непродолжительном воздействии. Окисляющие агенты, пассивирующие исходное железо, замедляют синтез [19, 21, 88]. [c.43] Вернуться к основной статье