Способ получения оксамида
Изобретение касается производства замещенных амидов, в частности получения оксамида, используемого для синтеза медленнодействующего азотного удобрения. Цель изобретения - упрощение процесса. Последний ведут совмещенным окислением и гидролизом цианида водорода в растворе катализатора при 50-90°С кислородом воздуха. Катализатор содержит, мас.%: нитрат меди 0,3-5 CH<SB POS="POST">3</SB>C(O)OH 60-96 H<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">2</SB> 0,5-10 воду до 100. Цианид водорода содержится в отходах коксохимического производства, что позволяет обеспечить их квалифицированное использование. Также достигается снижение индукционного периода в 2,5 раза (до 2-4 мин) и соответственно времени синтеза в 1,5-1,7 раза при достижении высокой чистоты целевого оксамида. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (11 4 С 07 С 103/14
Ф f ";1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4342597/23-04 (22) 23,09.87 (46) 30.09.89. Бюл. № 36 (71) Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф.Э, Дэержинского (72) В.Д. Пархоменко, В.К. Стеба, E.Ñ. Смиронова, Я.В. Целинко, Г,П. Проня, С,И. Зоря, И.Г. Крьппень, А.М. Данилович, Г.Д. Соловьев и Ю.Д. Тимофеев (53) 547.461.2.07(088,8) (56) Патент ФРГ ¹ 2402352, кл. С 07 С 103/14, 1962. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ OKCAMHÄÀ (57) Изобретение касается производства замещенных амидов, в частности получения оксамида, используемого
Изобретение относится к органической химии, а именно к способу получения оксамида иэ цианида водорода— с отхода коксохимического производства, и может быть использовано для получения высокоэффективного медленнодействующего азотного удобрения и продукта для спеццелей, а также для рекуперации цианида водорода из оборотной воды коксохимических предприятий °
Цель изобретения — упрощение процесса.
Пример 1. В реактор — стеклянную трубу диаметром 0 05 м и длиной 1,5 м, содержащую в нижней части рцва барботера для подачи кислорода (воздуха) и реакционной газовой
„„SU„„1511258 А 1 для синтеза медленнодействующего азотного удобрения, Цель изобретения — упрощение процесса. Последний ведут совмещенным окислением и гидролиэом цианида водорода в растворе катализатора при 50-90 С кислородом воздуха. Катализатор содержит,мас,%: нитрат меди 0,3-5; СН С(О)ОН 60-96;
Н 0 0,5-10; вода до 100, Цианид водорода содержит в отходах коксохимического производства, что позволяет обеспечить их квалифицированное использование. Также достигается снижение индукционного периода в 2,5 раза (до 2-4 мин)и соответственно времени синтеза в 1,5-1,7 раза при достижении высокой чистоты целевого оксамида. 1 табл. смеси, — загружают 2,5 л катализатора. — 5%-ного раствора Cu(N0>)< 3Н 0 в 70%-ной уксусной кислоте с добавкой 0,5% Н 0 . Через барботеры в течение 1О мин подают кислород и газовую смесь, содержащую 98% HCN и 2% Н Б,со
1 скоростью 4 5 10 л/мин. Раствор выd держивают в течение 39 мин при 70 С.
Время синтеза 35 мин, время индукции
4 мин.
Образовавшиеся кристаллы окса,мида отфильтровывают от раствора катализатора, промывают водой и сушат при 110 С до постоянного веса.
Выход оксамида 8,3 г (96% в пересчете на цианид водорода), Элементный анализ показал, что продукт со1511258 держит,%: с 27,2, H 4,6 N 31, б (рассчитано, %: С 27,3; Н 4,6; N
31,8). Содержание основного вещества в продукте 99,6%, содержание меди 0,04%.
Hp и м е р 2. В реактор по примеру 1 загружают 2,5 л катализато- ра — 5%-ного раствора Cu(NA 1 - 3Н 0
2 в 90%-ной уксусной кислоте с добав- 10 кой 0,5% Н О . При помощи центробежного насоса устанавливают циркуляцию раствора -8 л/мин. В нижнюю часть реактора подают кислород со скоростью 4,5 10 л/мин и газовую смесь, содержащую 1% H S, со скоростью 4,5 10 л/мин. Кристаллы оксамида непрерывно отделяют от раствора катализатора на фильтре иа полипропиленовой ткани ПТФ-1, 20
В таблице (примеры 1 — 12) предсуавлены результаты осуществления синтеза оксамида на основе коксохимического цианида водорода в условиях периодического и непрерывного
25 режимов.
Экспериментальные данные показывают что использование в качестве ката- 30 лизатора растворов, содержащих менее
0,5% пероксида водорода (пример 5), из-эа снижения скорости регенерации приводит к загрязнению целевого продукта сульфидом меди, а также увеличению времени синтеза и индукционного периода, предшествующего образованию кристаллов оксамида из пересыщенного раствора.
Вводить в катализатор более 10% пероксида водорода нецелесообразно из-за увеличения продолжительности синтеза (пример 4), Осуществление процесса при температурах ниже 50@С А5 способствует загрязнению целевого продукта сульфидом меди, увеличению продолжительности синтеза и индукционного периода (пример 8). При тем- пературах выше 90 С проводить процесс нецелесообразно из-эа значительных потерь основных компонентов катализаторов (воды и уксусной кислоты) в результате их испарения (при t 100 С и давлении 1 ат дав55 ление паров над раствором катали-! заторов достигает 0,71 ат, при t
1!2®С . раствор катализации кипит) (примеры 2-7), Использование в качестве катализатора растворов, содержащих более
51 Cu(Nn i-., приводит к потерям ка— тализатора из-эа адсорбции нитрата меди поверхйостью оксямидя,пример l21.
Синтез оксямида в растворе KRTR лизятора, содержащем менее 0,3%, Сц(МО ), требует значительного времени и протекает с большим индукционным периодом (пример 11).
Использование в качестве катализатора растворов, содержащих менее 60%
НОАС (пример 9), приводит к увеличению продолжительности синтеза и загрязнению целевого продукта примесями
CUS иэ-за низкой скорости регенерации последнего.
Проведение синтеза в растворах, содержащих более 96% уксусной кислоты (НОАС), приводит к низкому выходу целевого продукта и требует значительного времени иэ-за дефицита воды на проведение скорости имитирующей стадии — гидролиза промежуточного продукта — дициана {пример 10)
Таким образом поставленная цель может быть достигнута только в интервале параметров, укаэанных в формуле изобретения.
После разделения диоксида углерода, водяного пара и сульфида водорода, используемого на коксохимических заводах в производстве серы или серной кислоты, образуется газовая смесь, содержащая 95-99% HCN,1-3% H S. Дальнейшая тонкая очистка от Н S затруднительна.
Получение оксамида из цианида водорода — отхода коксохимического производства, содержащего 1-3 об,% H S выделение которого представляет слож-. ную техническую задачу, н словиях известного способа неизбежно приводит к потере активности катализатора в результате осаждения нерастворимых в каталитическом растворе сульфидов меди (ХХ), магния (ХХ), никеля (Ir), железа (III) и тяллия (ГЛ и загрязнению ими целевого продукта.
Образующиеся по реакции (I) пересыщенные растворы (С011Н ) достаточно устойчивы и индукционный период, предшествующий образованию кристаллов оксамида н условиях известного способа, составляет 5-10 мин. Это требует необоснованно завышенного
15112 (н 1,15-1,1? раза) времени пребывания раствора B реакторе и, как следствие, уве— личения его объема, что приводит к кристаллизации оксамида в трубопро5 водах и их закупорке и не обеспечивает плавного протекания процесса.
Введение в катализатор, 5-107 пероксида водорода приводит к получению чистого (не содержащего примесей
СиЯ) оксамида и длительному сохранеf нию высокой активности катализатора, снижению времени синтеза оксамида в 1,5-1,? раза в сравнении с данными прототипа, снижению индукционного периода, предшествующего образованию кристаллов оксамида из пересыщенных растворов, в 2,5 раза.
Установлено, что добавки пероксида водорода не только ускоряют процесс регенерации катализатора,но ,и снижают время образования оксамида в сравнении с данными известного способа.
В предлагаемом способе получения
25 оксамида из цианида водорода — отхода коксохимического проиэводства— из-эа образования на первых стадиях процесса мельчайших зародышей сульФида меди, выполняющих роль центров кристаллизации оксамида, индукционный период удалось снизить в 2,5 раза до 2-4 мин.
Таким образом, реализация предлагаемого способа позволяет перерабатывать в оксамид цианид водорода из отходов коксохимического производства, снизить в i 5-1,? раза .;ндукционный период, предшествующий образованию кристаллического оксамида.
Формула изобретения
Способ получения оксамида из газообраэного цианида водорода, включающий совмещенное оксиление — гидролиз цианида водорода в растворе катализатора, содержащего нитраты меди, уксусную кислоту и воду, при
50-90 С и при использовании кислоd рода воздуха в качестве окислителя, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, используют цианид водорода, содержащийся в отходе коксохимического производства, включающий 1-3 об.Х сульфида водорода, а в раствор катализатора дополнительно вводят пероксид водорода при следующем соотношении компонентов, мас,%:
Нитрат меди 0,3-5,0
Уксусная кислота 60-96
Пероксид водорода 0 5-10 0
Вода Остальное!
51!253
I Й
K а
1 43
1 о
D (1 о
C 1 с с ! f о н ( о
z:
О („3
1
:4 о
О 1 а о о о о
С 3
o o о о (1
Ю I о
С1 tdt
o o о о
С 1
С 1
СЗ о (4 (о
Ю о
If1
Ю
Сг с 4
ОЗ
СЗ
O D
I I
1 га ! Id а а
1 о и !
tË
О с 3 с 4
1 (О г (1
Cl
D а ю
Ю Са
Сг М
СЧ
З
Cl
Сг
О1
If3
Ю о
ОЗ
1
1 I
1 о х а((m а(х о х х о а v ихо (\
О1
О
СЗ
О
СЗ(3"
cd
Ql а3
fa о
О Qf
EI аз
С 4
З (3 с с а3 О
dh O
О
О
О
О( л о л
СО
Ю (З1
О1 (Г1
О3 (3
О
О
o o
О (О
О О
D (7 а
cd (3 о (З
Y X о
C f
If3
О.
Il3
Z d3
» o
v x с л
1 .З
f ! ((3 а!
1 !
1
f. x
1»
1 Х
D с 4
Ю ча (1 (\ (\ л с 4
С 1
СЧ
ОЗ г
О аc л (1 о
I о х !
" о са
R3 х с
О 1
О \ л
1 1
1 х I
1 (4 3
1 Ql I
О I
1 х
Р3 о
Ц о
C
О
З
С3
О
С:3 о . 1 С 3 чз о
ОЗ СЗ
С 3
О с
CC а
IQ д о
td lO а3 о о о а о
О О
a v о
Qt o
Х ttl
Ц а! х
1 о с ч.О
ЗЗ
Ю
С3
Сг о
Ю с 4
Г\ о л а1 о
О1
СЗ (С(Cl в
О3 и
If1
Сг
О3
D и
lf1 (. 1
Сг с о о
Сг
З
CG сч
ЗЗ
О
If1 сЧ
О \
З а
Ю
О \ З с 4
Cl
С3
-З
СЧ
Сг
QO
С 1 ((3
С3 (: с
О1 с 4 с 4
С 1
Ch о
Ю и ! ! ! !
С3
ОЗ О1 (О а..
1 о, O D О О л аз (з со
Г
1 ! ! с (3
1 с
ОЗ
Ю
СЧ
Ю
О3 о а
I4 о о л г
Ю
o
IC3 1
D л о (D л
Ю л о л о л
1 ! !
1 а3 а . t а z
О
1 !
О. э о х (3
О (3 аг а( (" о (О
3 о о а а о
T (4 х Ео о о(ЗИ
Х Х О, о а (з х Qt о х о ! ( о о о х
1 о
1 и х (Е а 3О е а
1
cd а
m а
Ql
1 а3
5 f аг х
О Х х
v о аг
z (З а а (U х х
k3 (Е а хх и х
v (О
33 (о
Ф г Зг,i е а йg
3 а
1
3
1
1
1 5
:3 о
55 х ао
Qt о х о
Е щ
Х О, g, Х а о сх 43
О=Ха х (Ql .Т
Е
I (о о
v о
Ql, И вЂ” Ф о а а я х х
О. со н х о х г.! (1
1 х а о о в (1 dl
О (3 а х о
dl
С 4
1 о х
1 ((3
1
1
1
I
1
t
1
1 Х
1 Z
1 ! !
I d3 а ! аа !
1
1 !
1
l
1
f
I
I
1
3
1 (а а о
I td
С( х !
I ! cd х
I д !
1 V о
2 o—
I cd 44 R
1 а 3 ° В
I & I C R
Qf o
1 а
ОС 11
I cc о о и
4 t(! З
I Ю Е
1 1
1 1!
1 . 31
О о З на
x. z
Г= 11! (4 11!
1 о ас
1 v I
1 О (3 1
u z
1 Е I!
О О О O О О О О О (О О л а со л (Rt чз аз л ОЗ а г
I
1!
Ю!!
I! (О
1!! чЗ I
С I
1!!!.З
СЧ !!
t!
I
1 о
1 о
I!
О 1 1!!
