Brevet FR2003557A1 — publié le 19691107

ô43&9 1- 2003557 Dans les procédés de fabrication du trifluorure de bore, qui consistent à faire réagir des acides boriques avec de l'acide fluorhydrique, et dans lesquels on utilise de l'anhydride sulfuri-que ou des composés renfermant de l'anhydride sulfurique comme a-5 gents déshydratants, on observe fréquemment dans le produit de la réaction la présence, à côté de vapeur a'eau, d'anhydride sulfurique, d'acide fluorhydrique ou de combinaison de ces substances, é-galement d'anhydride sulfureux. La quantité de ces impuretés dé- -pend de la température de la réaction et de la nature des matériaux 10 du réacteur. Gomme ces impuretés provoquent des perturbations dans de nombreuses réactions dans lesquelles on fait appel à du trifluorure de bore comme composant de la réaction ou comme catalyseur, il est indispensable de purifier les produits techniques dans la plupart des cas. 15 Le trifluorure de bore est comme on le sait line substan ce très réactive au point de vue chimique; de ce fait on ne peut pas parvenir par voie chimique à en séparer les impuretés. Mais on peut, par des procédés physiques, réaliser sans difficultés la séparation de la vapeur d'eau, de l'acide fluorhydrique et de l'an-20 hydride sulfurique. Seule la séparation de l'anhydride sulfureux n'est pas directement possible. C'est ainsi par exemple que l'on ne peut séparer qu'incomplètement par condensation l'anhydride sulfureux, même à basse température, en raison de sa pression partielle finale. 25 II serait possible de séparer par distillation à tempé rature très basse l'anhydride sulfureux du trifluorure de bore; mais ce procédé n'est pas économique, car le très bas point d'é-bullition (-100°C) du E£P^ oblige à opérer à des températures très basses. Dans la séparation de l'anhydride sulfureux par distilla-30 tion sous pression on a également besoin de températures tellement basses, en raison de la basse température critique du trifluorure de bore, que le procédé ne devient pas rentable. Le procédé de la présente invention, pour éliminer l'anhydride sulfureux du trifluorure de bore, est donc caractérisé 35 par le fait que l'on traite le mélange gazeux avec du charbon activé, à des températures de 0 à -S0°C et de préférence de -10 à -30°C. Dans le cas le plus simple on fait passer le trifluorure de bore renfermant de l'anhydride sulfureux au travers d'une couche de charbon activé maintenue à la température nécessaire. L'a-40 nhydride sulfureux est quantitativement adsorbé par le charbon ac- i bad original ! 69 04369 2 2003557 tivé st se trouve ainsi éliminé du trifluorure de bore. Le rapport entre la quantité d'anhydride sulfureux adsorbée et la quantité de trifluorure de bore adsorbée est particulièrement favorable à des températures inférieures à -lû°C, de telle manière que l'on peut 5 éviter d'assez grandes pertes en trifluorure de bore. On peut en outre facilement récupérer le trifluorure de bore adsorbé sur le charbon activé, en traitant le mélange de trifluorure de bore renfermant du SÛ2, qui se dégage lors de la régénération, pour en faire un composé d'addition du trifluorure de bore, par exemple le 10 produit d'addition'avec l'acide phosphoriaue» Il faut considérer comme autre avantage de ce procédé conforme à l'invention, le fait que les impuretés qui se -présentent en plus, comme la vapeur d'eau, l'anhydride sulfurique et l'acide fluorhydrique, qui peuvent encore exister en petites quan-15 tités après le lavage des gaz bruts, réalisé à la manière habituelle avec de l'acide sulfurique concentré, sont de même intégralement éliminées. Il n'est par conséquent pas nécessaire de faire appel à des procédés physiques additionnels pour séparer ces impuretés. 20 On ne pouvait donc pas, sans autre indication, prévoir que le charbon activé convient pour séparer sélectivement l'anhydride sulfureux du trifluorure de bore. D'autres adsorbants également, à grande surface de contact, comme des matières renfermant des silicates ou de l'alumine, telles que de 1'alumine activée ou 25 des tamis moléculaires, sont totalement inappropriés, car le trifluorure de bore se trouve adsorbé d'une manière pratiquement irréversible dans l'intervalle de températures considéré. Four réaliser le procédé de l'invention on dégaze le charbon activé avant de l'utiliser, en le chauffant et en faisant 30 le vide, et on le débarrasse de l'humidité adsorbée. On refroidit ensuite à la température désirée, le lit de charbon activé et on fait passer le gaz à purifier. On peut déceler la rupture de l'anhydride sulfureux par exemple par la décoloration d'une solution iodo-amidonnée diluée, dans laquelle on dissout une prise d'essai 35 du gaz sortant. Pour régénérer le charbon activé on peut de nouveau déplacer le gaz adsorbé, en chauffant, cet effet on chauffe la couche de charbon activé à une température comprise entre 80 et 200°C. On paut réaliser le chauffage en faisant passer un gaz i-nerte tel que de l'azote ou de l'air, mais aussi également du tri-40 fluorure de bore» GOPY - 69 04369 2003557 iaxeerple i. G:. fait passer du trifluorure de bore, dont 1s teneur en anhydride sulfureux est de 3,84 ji. en volume, avec un débit d'environ 5 litres à l'heure et à -25o0, sur y, 3 g de charbon activé 5 granulé qui se trouvent dans un'tube en u. Le charbon activé occupe un volume de ^6 cm'', la longueur de la couche de charbon activé est de 1S,5 cm. Jusqu'à la rupture de l'anhydride sulfureux on a obtenu 6^,3 g de trifluorure de bore pur. jaxemple 2. 10 C_- fait passer du trifluorure de bore, dont la teneur en anhydride sulfureux est de 4,9 ou de 5,84 '-/o en volume, et avec un débit de 3 litres à l'heure, à diverses températures comprises entre -ô et + ^3°G, sur 7,3 S o.s charbon activé granulé, qui se trouvent dans un tube en u. On déteriuino- alors le temps qui-s'é- 15 coule jusqu'à la rupture du la quantité de oG^ adsorbée, ain si que la quantité de trifluorure de bore pur obtenue jusqu'à la rupture du SO^. tableau annexé montre que ce n'est qu'en dessous de 0°C qu'il se produit une adsorption de l'anhydride sulfureux suffisante pour des applications techniques. 20 TiiBLji-iU » ieneur en ùo^ du mélange gazeux (:~ en volume) (Température : quantité de (en °C) de :S0^ adsor-la couche :bée (en d'adsorption:grammes) ïemps écou-:Gramms de _ lé jusqu'à :pur obtenus la rupture : jusqu'à la rup-du SO^(min) :ture du o0^ 4.9 + 23 : 0,10 20 : 1,58 4,9 +1 : 0,28 45 : 5,41 3,84 - 12,5 : 1,85 215 : 46,7 3,84 - 25 ': 2,30 255 : 62,9 l gofv 69 04369 4. 2003557 xCc. VEi-i D10 aT I ON S o 1. Procédé pour éliminer l'anhydride sulfureux du trifluorure de bore, caractérisé fondamentalement par le fait que l'on traite le mélange gazeux, à une température comprise entre 0 5 et -S0°G, et de préférence entre -10 et -30°C, avec du charbon activé. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel on effectue la régénération du charbon activé à une température comprise entre 80 et 200°G, au besoin en faisant passer un gaz inerte 10 ou du trifluorure de bore. bad original