CN1584385A - 烷基碘存储容器和烷基碘的提纯方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种烷基碘的存储容器，该存储容器包括一种被设置在容器内部的烷基碘的稳定材料，以便与烷基碘液体和烷基碘气体发生接触。通过设置这种稳定材料，抑制了处于液相和气相的烷基碘的分解及碘的产生，从而也确保了烷基碘本身的稳定性。

Description

烷基碘存储容器和烷基碘的提纯方法

技术领域

本发明涉及一种烷基碘存储容器，该容器在容器内部的烷基碘液体与气体之间的接触面处使用了一种稳定材料，以抑制烷基碘的分解，从而防止容器被腐蚀并使烷基碘能够长期稳定储存而不变质。另外，本发明还涉及一种使用该存储容器提纯烷基碘的方法。

背景技术

烷基卤化物是在工业上被广泛用于化工产品、溶剂和熏蒸剂的原材料的化合物。例如，具有一个碳原子的碘甲烷，它的沸点低，被用作土壤、木材、农产品、楼房、建筑物和文化资产的熏蒸剂，并且在室温下能以气态存在。根据烷基的种类的不同，烷基卤化物可以在室温下以液态存在。所以，用于存储烷基卤化物的容器以不同的形式出现来适应这些实体的变化状态。特别地，某些烷基卤化物被用作上述熏蒸剂，这些烷基卤化物没有明显的毒性。于是，用玻璃制成的耐压容器或圆筒，或者是用金属制成的耐高压容器或圆筒，或者是普通的金属压力容器，被用于防止这些烷基卤化物在存储和运输过程中发生泄漏。

众所周知，烷基碘当暴露在诸如弱光之类的因素和处于存储状态时会释放碘。例如，烷基碘(RI)(在此R表示一个烷基)会与水发生反应并产生碘(I₂)和乙醇(ROH)。碘是一种黑褐色气态物质，当被溶解于烷基碘中时，会导致产品被染色。包含在烷基碘中的游离碘不仅导致产品自身变质而且会促使容器和蒸发器中所用的金属发生腐蚀，进而引起容器穿透而发生泄漏并造成对被熏蒸物质的意外毒性伤害。所以，通过为容器装配一个由聚四氟乙烯制成的密封件，为容器内衬聚四氟乙烯和在容器中放置如大苏打水之类的稳定剂，来加强预防烷基碘在存储和/或运输过程中在容器里发生变质和保护储藏容器自身。所述密封件能够阻止产生的碘泄漏从而确保容器的气密性，所述内衬聚四氟乙烯是为了防止容器的金属部分被碘腐蚀，所述稳定剂是为了捕获产生的碘。

即使一个在设计阶段具有足够的抗腐蚀性和气密性的容器被投入使用，通常也会由于分解作用产生的碘而腐蚀这个由金属构成的容器，或者促使密封件的变质，和最终从容器中泄漏并且使容器失去其气密性。烷基碘的分解原因可能是，在烷基碘被导入容器的过程中或在容器中存储过程中的光线和热量以及粘附在容器内表面的氧化物。由于完全消除这些因素几乎是不可能的，所以这些因素会导致容器的使用寿命缩短。

在容器的内壁表面涂覆一层聚四氟乙烯的方法，由于容器为封闭结构，必然伴有容器内部清洗的困难。当在气相状态下发生腐蚀时，甚至添加诸如游离基清除剂或大苏打水这样的稳定剂，也不能显现出完全满意的效果。此外，取决于使用目的，稳定剂的添加可能在降低烷基碘的纯度方面是一个不利因素。

发明内容

本发明人已经发现，金属铜、金属银、铜银合金等对碘具有很高的亲和力。并且还发现，如果从金属铜、金属银、铜银合金这一组材料中选出至少一种作为稳定剂，在烷基碘储运过程中与烷基碘的液体和气体相接触的话，容器自身的腐蚀就可受到抑制，并最终获得了本发明。

当烷基碘被存储在本发明的容器中时，它在存储和运输的过程中就能避免分解。甚至当产品已经由于因分解产生的碘而受到染色时，该存储容器的使用也会把存储容器中的碘除掉。因此，存储容器中的烷基碘产品会被提纯直至颜色完全消失。下面的各项内容将会解决上述问题。

(1)一种用于烷基碘的存储容器，其中该容器与烷基碘液体的接触面和该容器与烷基碘气体的接触面均由一种烷基碘的稳定材料构成。

(2)一种用于烷基碘的存储容器，包括一种即将被设置在该容器内部的用于烷基碘的稳定材料，以使该材料与烷基碘液体和烷基碘气体发生接触。

(3)根据项目(1)所述用于烷基碘的存储容器，其中所述稳定材料至少是从金属铜、金属银、铜银合金和铜银混杂金属这一组材料中选出的一种。

(4)根据项目(1)所述用于烷基碘的存储容器，其中与所述烷基碘液体相接触的那部分稳定材料和与烷基碘气体相接触的那部分稳定材料由不同的材料形成。

(5)根据项目(1)所述用于烷基碘的存储容器，其中与所述烷基碘液体相接触的稳定材料和与烷基碘气体相接触的稳定材料均被设置在容器内部，并且由不同的材料形成。

(6)根据项目(1)所述用于烷基碘的存储容器，其中烷基碘至少是从甲基碘、乙基碘、丙基碘、异丙基碘和丁基碘这一组中选出的一种。

(7)一种用于提纯烷基碘的方法，通过将烷基碘存储在项目(1)-(5)任意一项所限定的烷基碘存储容器中，并使烷基碘分解产生的碘与烷基碘的稳定材料发生反应。

根据本发明，烷基碘将能够被长期稳定地储存。虽然烷基碘至今被认为易于导致诸如染色这样的变质，最终伴有诸如容器腐蚀这样的问题和不易长时间稳定地存储。

附图的简要描述

图1是展示本发明的一个圆筒形存储容器的简图。该存储容器在其上部具有一个烷基碘的进出口，该进出口中设有一种稳定材料，以使该材料与烷基碘的气相和液相均能接触。

图2通过简图展示了在本发明的一个圆筒形存储容器中，用于烷基碘的稳定材料被设置在烷基碘的气相和液相中的状态，以使该材料与两种相态的烷基碘均能接触。

图3是一个部分剖面图，展示了本发明的一个耐压存储容器的例子，该耐压存储容器中设置有一种稳定材料，以使该材料能与烷基碘的气相和液相相接触。

图4通过简图展示了一个耐压容器的状态，该耐压容器具有一个与阀相连的虹吸管，该虹吸管涂覆有一种用于烷基碘的稳定材料。

图5通过简图展示了一个耐压容器的状态，该耐压容器具有一个与阀相连的虹吸管，该虹吸管周围绕有一种用于烷基碘的稳定材料。

图6是一个部分剖面图，展示了本发明的一个耐压存储容器的例子，其中在烷基碘的液相上漂浮有一个圆形的稳定材料，以使该材料能与烷基碘的气相和液相相接触。

优选实施方式的描述

本发明的第一方面的目的是一种用于烷基碘的存储容器，该容器与液态烷基碘相接触的表面和与气态烷基碘相接触的表面均由一种用于烷基碘的稳定材料形成。

烷基碘具有一个从1个到8个，最好是从1个到6个碳原子的烷基。特别优选的是，从甲基碘、乙基碘、丙基碘、异丙基碘和丁基碘这一组中选出的一种或多种。所有烷基碘均能通过分解来释放出碘，从而使相关产品被染色并使容器受到腐蚀。它在室温下会处于气态或液态，这取决于烷基中的碳原子的数目。当该存储容器被制成一种耐压结构时，可以在有压力的情况下存储气态烷基碘。

对本发明的存储容器的形状不需要进行特别地限定，只要至少具有烷基碘的进出口即可，以使得能够在其中存储烷基碘。该存储容器的外形可以从立方体、球体、圆锥体、多面锥体、圆柱体、多面柱体之类中任意选取。也有通常熟知的形状，如高压气筒和灭火器的形状，它们是具有半球形微弯的上下部件的圆柱体。可以对该形状自身进行适当选择以适合被存储的烷基碘的数量。鼓桶状的外形适于存储大体积的烷基碘，气筒状的外形适于存储中等体积的烷基碘。

容器所用的材料最好能避免与烷基碘发生反应，能保持气密性并且有优越的耐压性。根据存储容器的容量，玻璃、铁、诸如不锈钢之类的铁合金都是良好的材料。

本发明的存储容器，其特征在于，分别与液态烷基碘和气态烷基碘相接触的容器内表面由一种用于烷基碘的稳定材料形成。当该稳定材料只用于与液态烷基碘接触的表面时，液相烷基碘的分解将被抑制。然而，气相烷基碘中实际上含有促进烷基碘分解的水并且会受到光线和热量的影响。由水分引起的分解而产生的碘仍处于气相，这些水分是在随着烷基碘的导入过程而被携带进入容器内的环境空气中的。在本发明中，通过抑制液态和气态烷基碘的分解和碘的生成，能够阻止由气相烷基碘导致的容器腐蚀，也能够阻止用于解决至今仍被提出的气密性问题的密封件的变质。

用于烷基碘的稳定材料至少是从金属铜、金属银、铜银合金和铜银混杂金属这一组材料中选出的一种。铜和银在铜银合金和铜银混杂金属中的比率不需要特别规定。这些组分可以均以0至100重量百分比范围内的量添加。术语“合金”是指一种由熔化两种或多种金属而形成的均匀物质，术语“混杂金属”是指通过混合银颗粒和铜颗粒而形成的一种物质，并不形成一种均匀的组合物。

至于稳定材料的形状，网状、绳状、链状、板状、薄片状、管状和颗粒状的材料、由制板而获得的立方体和球体及中空球体的材料都是可以想象得到的。考虑到与烷基碘接触的效率，该形状最好具有大的表面积。可以将颗粒状的稳定材料装入一个不锈钢网袋里来使用，以防止在容器中颗粒可能发生的散布，或者将它们铸成小球，也可以将它们连接成链状。

作为与烷基碘发生接触的表面，包括容器的内壁表面和各种被设置在容器内部的元件。比如当容器中结合有一个用于泵出内容物的泵的虹吸管时，还包括该虹吸管。

除了该容器的接触面是由稳定材料形成的之外，本发明还允许将用于烷基碘的稳定材料设置在容器中。当存储容器中盛装烷基碘时，该稳定材料被设置在容器中，以使该材料能够接触气态和液态的烷基碘。这一事实可被看作本发明的一个优选实施例。也就是说，本发明只要求该稳定材料在容器内部接触烷基碘的液相和气相。所以，不需要限定该容器由用于烷基碘的稳定材料构成，但可以允许稳定材料与烷基碘的液相和气相以任何形式相接触。本发明可以使用两种或多种稳定材料，例如，甚至通过使稳定材料沉积在或悬浮在存储于容器中的烷基碘中，并使该材料分别接触烷基碘液体和烷基碘气体。现在，下面将参照附图对本发明提供的存储容器的一个优选实施方式在进行描述。

图1是展示本发明的一个圆筒形存储容器的简图。该存储容器在其上部具有一个烷基碘的进出口，该进出口中设有一种稳定材料以使该材料与烷基碘的气相和液相均能接触。参照该简图，1表示容器的一个外部圆筒，2代表一个盖子，3代表一种烷基碘的稳定材料，4代表存储在容器中的液相烷基碘，5代表存储在容器中的气相烷基碘。烷基碘的进出口没有示出，并且利用密封件将盖子保持在气密状态。

本发明的容器已将由一个铜板构成的烷基碘的稳定材料3设置在容器1中。由于烷基碘通常具有很高的反应能力，因此它在隔绝光线和潮湿的环境下被封装在容器中，以防止在向容器内灌注烷基碘的过程中空气进入容器中。例如，当烷基碘碰巧是沸点较低的碘甲烷时，封装就应在压力环境下进行。当封装完毕后，碘甲烷气体会充满液体上方的容器内部空间。考虑到烷基碘的导入方式，本发明的存储容器如此构造，以使当容器中充满烷基碘时，烷基碘和烷基碘的稳定材料能互相接触。烷基碘因氧化、光线和热量而产生碘并且这些碘构成了容器腐蚀的原因。根据本发明，通过恰当地设置烷基碘的稳定材料，将能够有效地抑制烷基碘的分解并阻止腐蚀。

作为本发明中用于烷基碘的稳定材料的具体例子，可以考虑金属铜、金属银、铜银合金和铜银混杂金属。由于稳定材料对碘有很高的亲和力，这容易生成碘并且产生不溶于烷基碘的反应生成物。所以，在分解过程中产生的碘气不能被释放到烷基碘的气相中，也不能被溶于烷基碘的液相。于是，该稳定材料有效地阻止了容器的腐蚀。

为了烷基碘的稳定材料3与烷基碘之间的接触，合适地设置该稳定材料，以使其接触烷基碘液相4的表面和烷基碘气相5的表面。由于分解反应不只发生在烷基碘的液相中而且也发生在烷基碘的气相中，因此该用于烷基碘的稳定材料如此设置以接触烷基碘气相并能增强抑制分解的效果。在这方面，普通的稳定材料如游离基清除剂或大苏打水将被设置在烷基碘液相中并能够因此而抑制液相中烷基碘的分解，但在抑制气相烷基碘的分解方面却存在困难。然而，在气相烷基碘中含有能促进烷基碘分解的水份。气相烷基碘易于受到光线和热量的影响。在向容器中灌注烷基碘的过程中随之进入的环境空气中的水和分解产生的碘都被保留在气相烷基碘中。此外，产生的碘对金属氧化物的反应有催化作用并对容器的变质有显著的促进作用。当用于烷基碘的稳定材料3被设置在烷基碘的气相中的时候，该材料能通过促进抑制液相中烷基碘的分解作用来有效地阻止分解，并能抑制储存在容器里的烷基碘气相和液相中碘的生成。这样，发生在容器中气相部分的腐蚀和发生在塞子部分的密封件的变质将可以被阻止，而密封件的变质是个至今仍被提出的问题。

附图2展示了用于烷基碘的稳定材料3被单独设置在烷基碘液相4和烷基碘气相5中的状态。设置在烷基碘液相4中的该烷基碘的稳定材料3被沉积在烷基碘液相中，所以能够在使用过程中不必考虑剩余烷基碘的数量而持续保持与烷基碘的接触。在烷基碘气相中，用于烷基碘的稳定材料3的设置通过固定带有钩子的板状金属铜来完成。

图3是一个部分剖面图，展示了一个压力存储容器的例子。在该图中，1表示容器的外圆筒，3表示烷基碘的稳定材料，4表示存储在容器中的烷基碘，7表示一个阀门，8表示一个阀门接头，而9表示一个保护帽。当容器充满烷基碘并用惰性气体加压后，烷基碘可以通过一根虹吸管被从容器中抽取出来。由于把棒状的用金属铜制成的稳定材料3放入了容器中，使烷基碘的分解得到抑制，这种结构的压力存储容器可以不被腐蚀。当被制成连续长度时，烷基碘的稳定材料3易于被插入，并投入使用。

在如图4所示的另一个实施例中，带有虹吸阀门7的压力存储容器具有一个在容器中的虹吸管6，该虹吸管延伸到能接触烷基碘的液相4。金属铜或金属银可内衬在虹吸管6中或者涂覆在虹吸管6的外周表面，还可以是虹吸管整体由金属铜，金属银，铜银合金或铜银混杂金属制成。

本发明的实施方式也可以是如附图5中所示，围绕虹吸管6缠绕一个板状的金属铜、金属银、铜银合金或铜银混杂金属。也可以是如附图6中所示，让由合成树脂制成的球作为烷基碘的稳定材料3漂浮在容器中，其中球的表面涂覆金属铜、金属银、铜银合金或铜银混杂金属。由于烷基碘的稳定材料与烷基碘液相部分和烷基碘气相部分均能接触，因此这些实施方式均能抑制气相和液相中的烷基碘分解。

从易于将容器中的稳定材料取出的角度考虑，本发明最好采用将烷基碘的稳定材料3缠绕在虹吸管上，或者虹吸管6本身由烷基碘的稳定材料制成。

在稳定材料由金属铜、金属银或铜银合金制成的情况下，该材料被使用完毕之后，可被从容器中取出并通过抛光或酸处理来去除在表面上形成的碘的化合物。

在本发明中，对于用在存储容器中的稳定材料的量，不需进行特殊限定。但是应当进行正确的选择，以适应容器中作为分解产物的碘的量。每1升待盛装的烷基碘的表面面积数值应在0.5至9平方厘米的范围内，最好在1至3平方厘米范围内。只要稳定材料的表面面积在上述范围之内，不必考虑导入容器时烷基碘的量或者使用过程中剩余烷基碘的量，就能有效地抑制烷基碘的分解。甚至当碘产生的时候，碘和烷基碘的稳定材料结合并转化成一种不溶的混杂金属，也就不能再溶于烷基碘。特别地，本发明中所用的烷基碘自身能够抑制烷基碘的分解。当像碘这样的分解产物出现在烷基碘中时，稳定材料超出与烷基碘的亲和力，迅速与之反应，并生成不溶于烷基碘的碘，同时降低烷基碘气相和液相中碘的数量。这样，容器就免于被腐蚀。同时，稳定材料与碘发生反应并转化成不能溶解的碘化银和碘化铜，这些不能溶解的碘化物直接粘附在稳定材料上。当这些碘化物沉积在稳定材料表面并达到使该材料与碘的反应出现困难的程度时，该被污染的材料可以物理或化学的方式除去粘附的碘，以再生为该稳定材料。

通过将该合适的高效的稳定材料设置在适合储运的容器里的液相和气相中，本发明的容器能够有效阻止在存储和运输过程中烷基碘的变质，并且能够保护容器的主体。

本发明的第二方面的目的是一种用于提纯烷基碘的方法，通过将烷基碘存储在权利要求1-5中任意一项所限定的烷基碘存储容器中并使由烷基碘分解产生的碘与烷基碘的稳定材料发生反应来提纯烷基碘。

当烷基碘被存储在根据本发明的第一方面的容器中时，即使烷基碘在导入过程中由于见光而碰巧发生分解，在经过一周到一个月之后，也可从容器中抽取出处于无色状态的烷基碘来。烷基碘以无色状态存储在容器中可以用一个推测来解释，即由分解产生的碘与烷基碘的稳定材料发生反应，并随后转化成一种不溶于烷基碘的固体物质，从而该固体物质将被从烷基碘液体和气体中分离出来。

特别是，当用于烷基碘的稳定材料被做成板状，并且该板被设置在容器内部时，或者是虹吸管本身用该稳定材料制成时，该稳定材料不和烷基碘一起被抽取出来的可能性为零。这样，已被提纯的烷基碘不需要任何用于分离稳定材料的特殊步骤就能被从碘中抽取出来。

根据本发明所提供的提纯方法，例如当烷基碘被用于熏蒸时，被抽取出来的处于透明状态的烷基碘可被用作熏蒸剂并防止将被熏蒸物品染色。

实施例

下面，将参照工作实施例对本发明进行具体描述。

实施例1

准备多个高度为60厘米、直径为20厘米、内容积为17升的圆铁筒(标准圆柱体)并且圆铁筒具有一个整体带有螺旋式阀的虹吸管。另外，准备多个相同规格的圆筒，其虹吸管上被螺旋形地缠绕了一个铜薄片，该铜薄片的厚度为0.1毫米，3厘米宽，40厘米长。该铜薄片被用直径为1毫米的铜丝绑在离虹吸管端部5厘米的地方(结合有铜薄片的圆筒(copper foil-Incorporating cylinder))。

两个标准圆筒和两个结合有铜薄片的圆筒分别被灌注20公斤烷基碘并且用氮将内部压力调整到5千克/平方厘米。最后，所得到的这四个圆筒，保持阀朝上的状态，在仓库中存储三个月。

存储之后，打开圆筒的阀以抽取烷基碘，存储在标准圆筒中的烷基碘呈现透明的红棕色。相比之下，存储在结合有铜薄片的圆筒中的烷基碘如存储之前一样，仍然是处于无色透明状态。该四个圆桶被去掉虹吸管并用磨砂机在中心部位切开以观察其内部。在标准圆筒中，发现暴露在烷基碘液体中的部分形成了一个黑色锈迹(静置之后变为红棕色)，发现暴露在烷基碘气体中的部分形成了一个黑棕色锈迹(静置之后变为红棕色)而且圆筒底部被发现覆盖有似乎是锈迹的东西。在结合有铜薄片的圆筒中，相应部分没有出现明显变化，并且底部也没有出现可辨认的沉淀迹象。还发现，标准圆筒中的虹吸管部分(由黄铜制成)已经形成了一层看上去好像是碘的乳白色表面涂层。

实施例2

将存储在两个标准圆筒中并随后变成棕色的由实施例1制备的40公斤烷基碘混合在一起。新的标准圆筒和新的结合有铜薄片的圆筒中分别被灌注20公斤混合后的烷基碘，并被用氮调整到预定内部压力，然后保持阀门朝上的状态存储一个月。

存储之后，圆筒的阀门被打开以抽取烷基碘。存储在标准圆筒中的烷基碘仍然呈现比存储之前颜色更深的透明红棕色。存储在两个结合有铜薄片的圆筒中的烷基碘如存储前一样呈现无色透明状。

Claims (7)

1.一种烷基碘的存储容器，其特征在于，该容器与烷基碘液体的接触面和该容器与烷基碘气体的接触面均由一种烷基碘的稳定材料构成。

2.一种烷基碘的存储容器，包括要被设置在该容器内部的烷基碘的稳定材料，以使该材料与烷基碘液体和烷基碘气体发生接触。

3.根据权利要求1所述的烷基碘的存储容器，其特征在于，所述稳定材料至少是从金属铜、金属银、铜银合金和铜银混杂金属这一组材料中选出的一种。

4.根据权利要求1所述的烷基碘的存储容器，其特征在于，与所述烷基碘液体相接触的那部分稳定材料和与烷基碘气体相接触的那部分稳定材料由不同的材料形成。

5.根据权利要求1所述的烷基碘的存储容器，其特征在于，与所述烷基碘液体相接触的稳定材料和与烷基碘气体相接触的稳定材料均被设置在容器内部，并且由不同的材料形成。

6.根据权利要求1所述的烷基碘的存储容器，其特征在于，所述烷基碘至少是从甲基碘、乙基碘、丙基碘、异丙基碘和丁基碘这一组中选出的一种。

7.一种提纯烷基碘的方法，通过将烷基碘存储在权利要求1-5任意一项所限定的烷基碘存储容器中，并使烷基碘分解产生的碘与烷基碘的稳定材料发生反应。

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