烷基碘存儲容器和烷基碘的提純方法
2023-05-20 08:21:11
專利名稱：烷基碘存儲容器和烷基碘的提純方法
技術領域：
本發明涉及一種烷基碘存儲容器，該容器在容器內部的烷基碘液體與氣體之間的接觸面處使用了一種穩定材料，以抑制烷基碘的分解，從而防止容器被腐蝕並使烷基碘能夠長期穩定儲存而不變質。另外，本發明還涉及一種使用該存儲容器提純烷基碘的方法。
背景技術：
烷基滷化物是在工業上被廣泛用於化工產品、溶劑和燻蒸劑的原材料的化合物。例如，具有一個碳原子的碘甲烷，它的沸點低，被用作土壤、木材、農產品、樓房、建築物和文化資產的燻蒸劑，並且在室溫下能以氣態存在。根據烷基的種類的不同，烷基滷化物可以在室溫下以液態存在。所以，用於存儲烷基滷化物的容器以不同的形式出現來適應這些實體的變化狀態。特別地，某些烷基滷化物被用作上述燻蒸劑，這些烷基滷化物沒有明顯的毒性。於是，用玻璃製成的耐壓容器或圓筒，或者是用金屬製成的耐高壓容器或圓筒，或者是普通的金屬壓力容器，被用於防止這些烷基滷化物在存儲和運輸過程中發生洩漏。
眾所周知，烷基碘當暴露在諸如弱光之類的因素和處於存儲狀態時會釋放碘。例如，烷基碘(RI)(在此R表示一個烷基)會與水發生反應並產生碘(I2)和乙醇(ROH)。碘是一種黑褐色氣態物質，當被溶解於烷基碘中時，會導致產品被染色。包含在烷基碘中的游離碘不僅導致產品自身變質而且會促使容器和蒸發器中所用的金屬發生腐蝕，進而引起容器穿透而發生洩漏並造成對被燻蒸物質的意外毒性傷害。所以，通過為容器裝配一個由聚四氟乙烯製成的密封件，為容器內襯聚四氟乙烯和在容器中放置如大蘇打水之類的穩定劑，來加強預防烷基碘在存儲和/或運輸過程中在容器裡發生變質和保護儲藏容器自身。所述密封件能夠阻止產生的碘洩漏從而確保容器的氣密性，所述內襯聚四氟乙烯是為了防止容器的金屬部分被碘腐蝕，所述穩定劑是為了捕獲產生的碘。
即使一個在設計階段具有足夠的抗腐蝕性和氣密性的容器被投入使用，通常也會由於分解作用產生的碘而腐蝕這個由金屬構成的容器，或者促使密封件的變質，和最終從容器中洩漏並且使容器失去其氣密性。烷基碘的分解原因可能是，在烷基碘被導入容器的過程中或在容器中存儲過程中的光線和熱量以及粘附在容器內表面的氧化物。由於完全消除這些因素幾乎是不可能的，所以這些因素會導致容器的使用壽命縮短。
在容器的內壁表面塗覆一層聚四氟乙烯的方法，由於容器為封閉結構，必然伴有容器內部清洗的困難。當在氣相狀態下發生腐蝕時，甚至添加諸如游離基清除劑或大蘇打水這樣的穩定劑，也不能顯現出完全滿意的效果。此外，取決於使用目的，穩定劑的添加可能在降低烷基碘的純度方面是一個不利因素。
發明內容
本發明人已經發現，金屬銅、金屬銀、銅銀合金等對碘具有很高的親和力。並且還發現，如果從金屬銅、金屬銀、銅銀合金這一組材料中選出至少一種作為穩定劑，在烷基碘儲運過程中與烷基碘的液體和氣體相接觸的話，容器自身的腐蝕就可受到抑制，並最終獲得了本發明。
當烷基碘被存儲在本發明的容器中時，它在存儲和運輸的過程中就能避免分解。甚至當產品已經由於因分解產生的碘而受到染色時，該存儲容器的使用也會把存儲容器中的碘除掉。因此，存儲容器中的烷基碘產品會被提純直至顏色完全消失。下面的各項內容將會解決上述問題。
(1)一種用於烷基碘的存儲容器，其中該容器與烷基碘液體的接觸面和該容器與烷基碘氣體的接觸面均由一種烷基碘的穩定材料構成。
(2)一種用於烷基碘的存儲容器，包括一種即將被設置在該容器內部的用於烷基碘的穩定材料，以使該材料與烷基碘液體和烷基碘氣體發生接觸。
(3)根據項目(1)所述用於烷基碘的存儲容器，其中所述穩定材料至少是從金屬銅、金屬銀、銅銀合金和銅銀混雜金屬這一組材料中選出的一種。
(4)根據項目(1)所述用於烷基碘的存儲容器，其中與所述烷基碘液體相接觸的那部分穩定材料和與烷基碘氣體相接觸的那部分穩定材料由不同的材料形成。
(5)根據項目(1)所述用於烷基碘的存儲容器，其中與所述烷基碘液體相接觸的穩定材料和與烷基碘氣體相接觸的穩定材料均被設置在容器內部，並且由不同的材料形成。
(6)根據項目(1)所述用於烷基碘的存儲容器，其中烷基碘至少是從甲基碘、乙基碘、丙基碘、異丙基碘和丁基碘這一組中選出的一種。
(7)一種用於提純烷基碘的方法，通過將烷基碘存儲在項目(1)-(5)任意一項所限定的烷基碘存儲容器中，並使烷基碘分解產生的碘與烷基碘的穩定材料發生反應。
根據本發明，烷基碘將能夠被長期穩定地儲存。雖然烷基碘至今被認為易於導致諸如染色這樣的變質，最終伴有諸如容器腐蝕這樣的問題和不易長時間穩定地存儲。
附圖的簡要描述
圖1是展示本發明的一個圓筒形存儲容器的簡圖。該存儲容器在其上部具有一個烷基碘的進出口，該進出口中設有一種穩定材料，以使該材料與烷基碘的氣相和液相均能接觸。
圖2通過簡圖展示了在本發明的一個圓筒形存儲容器中，用於烷基碘的穩定材料被設置在烷基碘的氣相和液相中的狀態，以使該材料與兩種相態的烷基碘均能接觸。
圖3是一個部分剖面圖，展示了本發明的一個耐壓存儲容器的例子，該耐壓存儲容器中設置有一種穩定材料，以使該材料能與烷基碘的氣相和液相相接觸。
圖4通過簡圖展示了一個耐壓容器的狀態，該耐壓容器具有一個與閥相連的虹吸管，該虹吸管塗覆有一種用於烷基碘的穩定材料。
圖5通過簡圖展示了一個耐壓容器的狀態，該耐壓容器具有一個與閥相連的虹吸管，該虹吸管周圍繞有一種用於烷基碘的穩定材料。
圖6是一個部分剖面圖，展示了本發明的一個耐壓存儲容器的例子，其中在烷基碘的液相上漂浮有一個圓形的穩定材料，以使該材料能與烷基碘的氣相和液相相接觸。
優選實施方式的描述本發明的第一方面的目的是一種用於烷基碘的存儲容器，該容器與液態烷基碘相接觸的表面和與氣態烷基碘相接觸的表面均由一種用於烷基碘的穩定材料形成。
烷基碘具有一個從1個到8個，最好是從1個到6個碳原子的烷基。特別優選的是，從甲基碘、乙基碘、丙基碘、異丙基碘和丁基碘這一組中選出的一種或多種。所有烷基碘均能通過分解來釋放出碘，從而使相關產品被染色並使容器受到腐蝕。它在室溫下會處於氣態或液態，這取決於烷基中的碳原子的數目。當該存儲容器被製成一種耐壓結構時，可以在有壓力的情況下存儲氣態烷基碘。
對本發明的存儲容器的形狀不需要進行特別地限定，只要至少具有烷基碘的進出口即可，以使得能夠在其中存儲烷基碘。該存儲容器的外形可以從立方體、球體、圓錐體、多面錐體、圓柱體、多面柱體之類中任意選取。也有通常熟知的形狀，如高壓氣筒和滅火器的形狀，它們是具有半球形微彎的上下部件的圓柱體。可以對該形狀自身進行適當選擇以適合被存儲的烷基碘的數量。鼓桶狀的外形適於存儲大體積的烷基碘，氣筒狀的外形適於存儲中等體積的烷基碘。
容器所用的材料最好能避免與烷基碘發生反應，能保持氣密性並且有優越的耐壓性。根據存儲容器的容量，玻璃、鐵、諸如不鏽鋼之類的鐵合金都是良好的材料。
本發明的存儲容器，其特徵在於，分別與液態烷基碘和氣態烷基碘相接觸的容器內表面由一種用於烷基碘的穩定材料形成。當該穩定材料只用於與液態烷基碘接觸的表面時，液相烷基碘的分解將被抑制。然而，氣相烷基碘中實際上含有促進烷基碘分解的水並且會受到光線和熱量的影響。由水分引起的分解而產生的碘仍處於氣相，這些水分是在隨著烷基碘的導入過程而被攜帶進入容器內的環境空氣中的。在本發明中，通過抑制液態和氣態烷基碘的分解和碘的生成，能夠阻止由氣相烷基碘導致的容器腐蝕，也能夠阻止用於解決至今仍被提出的氣密性問題的密封件的變質。
用於烷基碘的穩定材料至少是從金屬銅、金屬銀、銅銀合金和銅銀混雜金屬這一組材料中選出的一種。銅和銀在銅銀合金和銅銀混雜金屬中的比率不需要特別規定。這些組分可以均以0至100重量百分比範圍內的量添加。術語「合金」是指一種由熔化兩種或多種金屬而形成的均勻物質，術語「混雜金屬」是指通過混合銀顆粒和銅顆粒而形成的一種物質，並不形成一種均勻的組合物。
至於穩定材料的形狀，網狀、繩狀、鏈狀、板狀、薄片狀、管狀和顆粒狀的材料、由制板而獲得的立方體和球體及中空球體的材料都是可以想像得到的。考慮到與烷基碘接觸的效率，該形狀最好具有大的表面積。可以將顆粒狀的穩定材料裝入一個不鏽鋼網袋裡來使用，以防止在容器中顆粒可能發生的散布，或者將它們鑄成小球，也可以將它們連接成鏈狀。
作為與烷基碘發生接觸的表面，包括容器的內壁表面和各種被設置在容器內部的元件。比如當容器中結合有一個用於泵出內容物的泵的虹吸管時，還包括該虹吸管。
除了該容器的接觸面是由穩定材料形成的之外，本發明還允許將用於烷基碘的穩定材料設置在容器中。當存儲容器中盛裝烷基碘時，該穩定材料被設置在容器中，以使該材料能夠接觸氣態和液態的烷基碘。這一事實可被看作本發明的一個優選實施例。也就是說，本發明只要求該穩定材料在容器內部接觸烷基碘的液相和氣相。所以，不需要限定該容器由用於烷基碘的穩定材料構成，但可以允許穩定材料與烷基碘的液相和氣相以任何形式相接觸。本發明可以使用兩種或多種穩定材料，例如，甚至通過使穩定材料沉積在或懸浮在存儲於容器中的烷基碘中，並使該材料分別接觸烷基碘液體和烷基碘氣體。現在，下面將參照附圖對本發明提供的存儲容器的一個優選實施方式在進行描述。
圖1是展示本發明的一個圓筒形存儲容器的簡圖。該存儲容器在其上部具有一個烷基碘的進出口，該進出口中設有一種穩定材料以使該材料與烷基碘的氣相和液相均能接觸。參照該簡圖，1表示容器的一個外部圓筒，2代表一個蓋子，3代表一種烷基碘的穩定材料，4代表存儲在容器中的液相烷基碘，5代表存儲在容器中的氣相烷基碘。烷基碘的進出口沒有示出，並且利用密封件將蓋子保持在氣密狀態。
本發明的容器已將由一個銅板構成的烷基碘的穩定材料3設置在容器1中。由於烷基碘通常具有很高的反應能力，因此它在隔絕光線和潮溼的環境下被封裝在容器中，以防止在向容器內灌注烷基碘的過程中空氣進入容器中。例如，當烷基碘碰巧是沸點較低的碘甲烷時，封裝就應在壓力環境下進行。當封裝完畢後，碘甲烷氣體會充滿液體上方的容器內部空間。考慮到烷基碘的導入方式，本發明的存儲容器如此構造，以使當容器中充滿烷基碘時，烷基碘和烷基碘的穩定材料能互相接觸。烷基碘因氧化、光線和熱量而產生碘並且這些碘構成了容器腐蝕的原因。根據本發明，通過恰當地設置烷基碘的穩定材料，將能夠有效地抑制烷基碘的分解並阻止腐蝕。
作為本發明中用於烷基碘的穩定材料的具體例子，可以考慮金屬銅、金屬銀、銅銀合金和銅銀混雜金屬。由於穩定材料對碘有很高的親和力，這容易生成碘並且產生不溶於烷基碘的反應生成物。所以，在分解過程中產生的碘氣不能被釋放到烷基碘的氣相中，也不能被溶於烷基碘的液相。於是，該穩定材料有效地阻止了容器的腐蝕。
為了烷基碘的穩定材料3與烷基碘之間的接觸，合適地設置該穩定材料，以使其接觸烷基碘液相4的表面和烷基碘氣相5的表面。由於分解反應不只發生在烷基碘的液相中而且也發生在烷基碘的氣相中，因此該用於烷基碘的穩定材料如此設置以接觸烷基碘氣相併能增強抑制分解的效果。在這方面，普通的穩定材料如游離基清除劑或大蘇打水將被設置在烷基碘液相中並能夠因此而抑制液相中烷基碘的分解，但在抑制氣相烷基碘的分解方面卻存在困難。然而，在氣相烷基碘中含有能促進烷基碘分解的水份。氣相烷基碘易於受到光線和熱量的影響。在向容器中灌注烷基碘的過程中隨之進入的環境空氣中的水和分解產生的碘都被保留在氣相烷基碘中。此外，產生的碘對金屬氧化物的反應有催化作用並對容器的變質有顯著的促進作用。當用於烷基碘的穩定材料3被設置在烷基碘的氣相中的時候，該材料能通過促進抑制液相中烷基碘的分解作用來有效地阻止分解，並能抑制儲存在容器裡的烷基碘氣相和液相中碘的生成。這樣，發生在容器中氣相部分的腐蝕和發生在塞子部分的密封件的變質將可以被阻止，而密封件的變質是個至今仍被提出的問題。
附圖2展示了用於烷基碘的穩定材料3被單獨設置在烷基碘液相4和烷基碘氣相5中的狀態。設置在烷基碘液相4中的該烷基碘的穩定材料3被沉積在烷基碘液相中，所以能夠在使用過程中不必考慮剩餘烷基碘的數量而持續保持與烷基碘的接觸。在烷基碘氣相中，用於烷基碘的穩定材料3的設置通過固定帶有鉤子的板狀金屬銅來完成。
圖3是一個部分剖面圖，展示了一個壓力存儲容器的例子。在該圖中，1表示容器的外圓筒，3表示烷基碘的穩定材料，4表示存儲在容器中的烷基碘，7表示一個閥門，8表示一個閥門接頭，而9表示一個保護帽。當容器充滿烷基碘並用惰性氣體加壓後，烷基碘可以通過一根虹吸管被從容器中抽取出來。由於把棒狀的用金屬銅製成的穩定材料3放入了容器中，使烷基碘的分解得到抑制，這種結構的壓力存儲容器可以不被腐蝕。當被製成連續長度時，烷基碘的穩定材料3易於被插入，並投入使用。
在如圖4所示的另一個實施例中，帶有虹吸閥門7的壓力存儲容器具有一個在容器中的虹吸管6，該虹吸管延伸到能接觸烷基碘的液相4。金屬銅或金屬銀可內襯在虹吸管6中或者塗覆在虹吸管6的外周表面，還可以是虹吸管整體由金屬銅，金屬銀，銅銀合金或銅銀混雜金屬製成。
本發明的實施方式也可以是如附圖5中所示，圍繞虹吸管6纏繞一個板狀的金屬銅、金屬銀、銅銀合金或銅銀混雜金屬。也可以是如附圖6中所示，讓由合成樹脂製成的球作為烷基碘的穩定材料3漂浮在容器中，其中球的表面塗覆金屬銅、金屬銀、銅銀合金或銅銀混雜金屬。由於烷基碘的穩定材料與烷基碘液相部分和烷基碘氣相部分均能接觸，因此這些實施方式均能抑制氣相和液相中的烷基碘分解。
從易於將容器中的穩定材料取出的角度考慮，本發明最好採用將烷基碘的穩定材料3纏繞在虹吸管上，或者虹吸管6本身由烷基碘的穩定材料製成。
在穩定材料由金屬銅、金屬銀或銅銀合金製成的情況下，該材料被使用完畢之後，可被從容器中取出並通過拋光或酸處理來去除在表面上形成的碘的化合物。
在本發明中，對於用在存儲容器中的穩定材料的量，不需進行特殊限定。但是應當進行正確的選擇，以適應容器中作為分解產物的碘的量。每1升待盛裝的烷基碘的表面面積數值應在0.5至9平方釐米的範圍內，最好在1至3平方釐米範圍內。只要穩定材料的表面面積在上述範圍之內，不必考慮導入容器時烷基碘的量或者使用過程中剩餘烷基碘的量，就能有效地抑制烷基碘的分解。甚至當碘產生的時候，碘和烷基碘的穩定材料結合併轉化成一種不溶的混雜金屬，也就不能再溶於烷基碘。特別地，本發明中所用的烷基碘自身能夠抑制烷基碘的分解。當像碘這樣的分解產物出現在烷基碘中時，穩定材料超出與烷基碘的親和力，迅速與之反應，並生成不溶於烷基碘的碘，同時降低烷基碘氣相和液相中碘的數量。這樣，容器就免於被腐蝕。同時，穩定材料與碘發生反應並轉化成不能溶解的碘化銀和碘化銅，這些不能溶解的碘化物直接粘附在穩定材料上。當這些碘化物沉積在穩定材料表面並達到使該材料與碘的反應出現困難的程度時，該被汙染的材料可以物理或化學的方式除去粘附的碘，以再生為該穩定材料。
通過將該合適的高效的穩定材料設置在適合儲運的容器裡的液相和氣相中，本發明的容器能夠有效阻止在存儲和運輸過程中烷基碘的變質，並且能夠保護容器的主體。
本發明的第二方面的目的是一種用於提純烷基碘的方法，通過將烷基碘存儲在權利要求1-5中任意一項所限定的烷基碘存儲容器中並使由烷基碘分解產生的碘與烷基碘的穩定材料發生反應來提純烷基碘。
當烷基碘被存儲在根據本發明的第一方面的容器中時，即使烷基碘在導入過程中由於見光而碰巧發生分解，在經過一周到一個月之後，也可從容器中抽取出處於無色狀態的烷基碘來。烷基碘以無色狀態存儲在容器中可以用一個推測來解釋，即由分解產生的碘與烷基碘的穩定材料發生反應，並隨後轉化成一種不溶於烷基碘的固體物質，從而該固體物質將被從烷基碘液體和氣體中分離出來。
特別是，當用於烷基碘的穩定材料被做成板狀，並且該板被設置在容器內部時，或者是虹吸管本身用該穩定材料製成時，該穩定材料不和烷基碘一起被抽取出來的可能性為零。這樣，已被提純的烷基碘不需要任何用於分離穩定材料的特殊步驟就能被從碘中抽取出來。
根據本發明所提供的提純方法，例如當烷基碘被用於燻蒸時，被抽取出來的處於透明狀態的烷基碘可被用作燻蒸劑並防止將被燻蒸物品染色。
實施例下面，將參照工作實施例對本發明進行具體描述。
實施例1準備多個高度為60釐米、直徑為20釐米、內容積為17升的圓鐵筒(標準圓柱體)並且圓鐵筒具有一個整體帶有螺旋式閥的虹吸管。另外，準備多個相同規格的圓筒，其虹吸管上被螺旋形地纏繞了一個銅薄片，該銅薄片的厚度為0.1毫米，3釐米寬，40釐米長。該銅薄片被用直徑為1毫米的銅絲綁在離虹吸管端部5釐米的地方(結合有銅薄片的圓筒(copper foil-Incorporating cylinder))。
兩個標準圓筒和兩個結合有銅薄片的圓筒分別被灌注20公斤烷基碘並且用氮將內部壓力調整到5千克/平方釐米。最後，所得到的這四個圓筒，保持閥朝上的狀態，在倉庫中存儲三個月。
存儲之後，打開圓筒的閥以抽取烷基碘，存儲在標準圓筒中的烷基碘呈現透明的紅棕色。相比之下，存儲在結合有銅薄片的圓筒中的烷基碘如存儲之前一樣，仍然是處於無色透明狀態。該四個圓桶被去掉虹吸管並用磨砂機在中心部位切開以觀察其內部。在標準圓筒中，發現暴露在烷基碘液體中的部分形成了一個黑色鏽跡(靜置之後變為紅棕色)，發現暴露在烷基碘氣體中的部分形成了一個黑棕色鏽跡(靜置之後變為紅棕色)而且圓筒底部被發現覆蓋有似乎是鏽跡的東西。在結合有銅薄片的圓筒中，相應部分沒有出現明顯變化，並且底部也沒有出現可辨認的沉澱跡象。還發現，標準圓筒中的虹吸管部分(由黃銅製成)已經形成了一層看上去好像是碘的乳白色表面塗層。
實施例2將存儲在兩個標準圓筒中並隨後變成棕色的由實施例1製備的40公斤烷基碘混合在一起。新的標準圓筒和新的結合有銅薄片的圓筒中分別被灌注20公斤混合後的烷基碘，並被用氮調整到預定內部壓力，然後保持閥門朝上的狀態存儲一個月。
存儲之後，圓筒的閥門被打開以抽取烷基碘。存儲在標準圓筒中的烷基碘仍然呈現比存儲之前顏色更深的透明紅棕色。存儲在兩個結合有銅薄片的圓筒中的烷基碘如存儲前一樣呈現無色透明狀。
權利要求
1.一種烷基碘的存儲容器，其特徵在於，該容器與烷基碘液體的接觸面和該容器與烷基碘氣體的接觸面均由一種烷基碘的穩定材料構成。
2.一種烷基碘的存儲容器，包括要被設置在該容器內部的烷基碘的穩定材料，以使該材料與烷基碘液體和烷基碘氣體發生接觸。
3.根據權利要求1所述的烷基碘的存儲容器，其特徵在於，所述穩定材料至少是從金屬銅、金屬銀、銅銀合金和銅銀混雜金屬這一組材料中選出的一種。
4.根據權利要求1所述的烷基碘的存儲容器，其特徵在於，與所述烷基碘液體相接觸的那部分穩定材料和與烷基碘氣體相接觸的那部分穩定材料由不同的材料形成。
5.根據權利要求1所述的烷基碘的存儲容器，其特徵在於，與所述烷基碘液體相接觸的穩定材料和與烷基碘氣體相接觸的穩定材料均被設置在容器內部，並且由不同的材料形成。
6.根據權利要求1所述的烷基碘的存儲容器，其特徵在於，所述烷基碘至少是從甲基碘、乙基碘、丙基碘、異丙基碘和丁基碘這一組中選出的一種。
7.一種提純烷基碘的方法，通過將烷基碘存儲在權利要求1-5任意一項所限定的烷基碘存儲容器中，並使烷基碘分解產生的碘與烷基碘的穩定材料發生反應。
全文摘要
本發明提供了一種烷基碘的存儲容器，該存儲容器包括一種被設置在容器內部的烷基碘的穩定材料，以便與烷基碘液體和烷基碘氣體發生接觸。通過設置這種穩定材料，抑制了處於液相和氣相的烷基碘的分解及碘的產生，從而也確保了烷基碘本身的穩定性。
文檔編號C08K5/56GK1584385SQ20041007146
公開日2005年2月23日 申請日期2004年7月2日 優先權日2003年7月2日
發明者田口信洋, 高橋誠 申請人:日寶化學株式會社