Способ получения раствора свободного цианамида

 

Изобретение относится к способу получения раствора свободного цианамида и может быть использовано при синтезе органиче.ских веществ, а также препаратов для пропитки тканей, а также в качестве дефолиантов хлопчатника, для стабилизации удобрений - для процессов нитрификации азота удобрений и в фармацевтической промышленности . Способ получения раствора свободного цианамида включает гидролиз цианамида кальция при интенсивном перемешивании в течение 1 ч с последующей обработкой жидкой фазы кислым реагентом . С целью повышения концентрации раствора свободного цианамида и степени извлечения цианамидного компонента гидролиз осуществляют в четырех последовательно расположенных изотермических реакторах непрерывного действия, в течение 10-15 мин и барботаже воздуха - в первом реакторе и 10-25 мин - в последующих реакторах, при отношении Т:Ж в каждом реакторе (2,5-3,0):1. После каждого реактора отделяют твердую фазу и подают ее. на гидролиз в последующий реактор, а жидкую фазу возвращают в виде оборотного раствора в два предыдущих реактора, поддерживая концентрацию кислого цианамида кальция в оборотных растворах, подаваемых в реакторы, (27,5-28)%, (18,3-18,7)%.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 01 С 3/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4438632/26 (22) 13,04,88 (46) 07.10.91. Бюл. М 37 (71) Институт химии АН УЗССР (72) Б.М.Беглов, А.Джаппаров и Е.Н.Абдуллаева (53) 661.50.4 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 946069, кл, С 01 С 3/16, 1982. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРА

СВОБОДНОГО ЦИАНАМИДА (57) Изобретение относится к способу получения раствора свободного цианамида и может быть использовано при синтезе органических веществ, а также препаратов для нропитки тканей, а также в качестве дефолиантов хлопчатника. для стабилизации удобрений — для процессов нитрификации азота удобрений и в фармацевтической промышленности. Способ получения раствора свободного цианамида включает гидролиз цианамида кальция при.интенсивном переИзобретение относится к получению раствора свободыого цианамида и может

У быть использовано при синтезе органических веществ — производства дициандиамида, сульфогуанидина, препаратов для пропитки тканей, а также в качестве дефолиантов хлопчатника стабилизации удобрений — для процессов нитрификации азота удобрений и фармацевтической промышленности.

Цель изобретения — повышение концентрации раствора свободного цианамида и степени извлечения цианамидного компонента.

„„SU ÄÄ 1682309 А1 мешивании в течение 1 ч с последующей обработкой жидкой фазы кислым реагентом. С целью повышения концентрации раствора свободного цианамида и степени извлечения цианамидного компонента гидролиз осуществляют в четырех последовательно расположенных изотермических реакторах непрерывного действия, в течение 10 — 15 мин и барботаже воздуха — в первом реакторе и 10 — 25 мин — в последующих реакторах, при отношении Т:Ж в каждом реакторе (2,5 — 3,0):1. После каждого реактора отделяют твердую фазу и подают ее.на гидролиз в последующий реактор, а жидкую фазу возвращают в виде оборотного раствора в два предыдущих реактора, поддерживая концентрацию кислого цианамида кальция в оборотных растворах, подаваемых в реакторы, (27,5-28)%, (18.3 — 18,7)%. (8 — 9)% и (2,3 — 2,5)% соответственно, а жидкую фазу после первого реактора обрабатывают 90 — 98%-ный серной кислотой. 1 з.п,ф-лы, 2 табл., 1 ил, На чертеже представлена принципиальная схема производства концентрированного раствора кислой соли цианамида кальция.

Позициями 1 — 4 обозначены реакторыгидролизеры; 5 — 9 — вакуум-фильтры; 10 — 13 — центробежные насосы; 14 — 17 — электродвигатели с мешалкой; 18 — промежуточная емкость, fl р и м е р. В реактор 1 заливают 160 кг оборотного раствора кислой соли цианамида кальция из вакуум-фильтра 5 и 195 кг из вакуум-фильтра 6. к которому постепенно добавляют 100 кг технического цианамида кальция, для поддержания соотношения

1682309

v ) Ж:Т = 3;1 дополнительно вводят 25 кг воды.

Гидролиэ проводят при интенсивном перемешивании, которое достигается с помощь о центробежного насоса 10 и лопастной мешалки, установленной в реакторе. Для удаления ацетилена, образующегося иэ находящегося в техническом цианамиде кальция карбида кальция, реакционная смесь барботируется снизу аппарата воздухом, Далее реакционная смесь поступает на вакуум-фильтр 5. Осадок после отделения направляют в реактор 2, где используют также оборотные растворы в количестве 80 и 150 кг, поступающие с вакуум-фильтров 6 и 7 соответственно. Для поддержания соотношения Ж:Т = 3:1 добавляют 50 кг воды, Интенсивность перемешивания обеспечивается мешалкой и центробежным насосом. На заключительном этапе — после IV ступени гидролиза нерастворимый остаток промывают водой и промывные воды возвращают íà llf и И ступени гидролиэа. В реакторах 3 и 4 процесс протекает аналогично описанному.

Темпера ура на всех стадиях не превышает

35"С, рН 12 — 13. Концентрация раствора кислой соли цианамида кальция после промывки остатка составляет 0,5/, а в оборотном растворе после IV ступени 4-6%, после

lll ступени 8 — 9 /,, после il ступени — не менее 18,7 /, в оборотном ра творе после филь грования суспензии, т.е. в готовом продукте 27,5 — 28,0 /, Са(НСК2)2. Полученный раствор кислой соли цианамида кальция по необходимости можно использовать как в виде кислой соли цианамида кальция, так и для получения свободного цианамида

Н2Сг12. Полученный раствор нейтрализуют

96-98 / Н ЯО4 до рН 4,5-5,5 при температуре не выше 30"С. Образовавшийся нераствор IMhlA сульфат кальция отделяют от раствора, Фильтрат содгр>кит 26 — 27 /, csoбодного цианамида.

Основным фактором, влияющим на процеcс гидролиза, является продол>кительнос ь процесса. Увеличение времени гидролиза приводит к разложению образующегося свободного ц|ланамида и соответ-..т-венно увеличению степени перехода кислой соли цианамида кальция в мочевину .л дициандиамид. Кроме того, число реакторов с учетом процессов отделения нерастворимой части суспенэии и промывки остатков установлено экспериментальным путем и увеличение времени гидролиза приводит к увеличению числа реакторов, что приводит к уменьшению степени извлечения цианамидного компонента из исходного цианамида кальция, а уменьшение

40 времени гидролиза также приводит к уменьшению числа реакторов., Температура процесса гидролиэа также является основным фактором, она должна быть не выше 35 и не ниже 25 С. Верхний предел обусловлен оптимальным выходом цианамидного азота, повышение температуры выше 35 С приводит к разложению свободного цианамида, Кроме того, повышение температуры (верхнего предела) приводит к увеличению числа реакторов из-за изменения времени пребывания реакционной смеси, Это также приводит к неполному извлечению цианамидного азота эа счет невыполнения всей операции технологического режима. Уменьшение температурного передела (ниже 25"C) приводит к увеличению числа изотермических реакторов. При

20 С для достижения 96% степени извлечения цианамидного азота необходимо семь изотермических реакторов непрерывного действия.

Барботирование проводят только s nepао аппарате, так как в техническом цианамиде кальция содержится 0,2 — 1,7 мас./ карбида кальция и при гидролизе образуется ацетилен, который создает взрывоопасную обстановку.

В табл. 1 представлены данные по степени извлечения цианамидного компонента и концентрации кислой соли цианамида кальция на каждой стадии гидролиэа в завислмости от условий проведения процесса; в табл. 2 — данные по степени извлечения цианамидного компонента и концентрации конечного раствора кислой соли цианамида кальция после гидролиза.

Предлагаемый способ позволяет повысить концентрацию кислой соли цианамида кальция с 13 — 15,5 до 25-ЗОО/ и, следовательно, раствора свободного цианамида,и повысить степень извлечения цианамидного компонента с 63,4 — 89,6 до 99,7%.

Формула изобретения

1. Способ получения раствора свободнбго цианамида, включающий гидролиз цианамида кальция при интенсивном перемешивании в течение 1 ч с последующей обработкой жидкой фазы кислым реаI8HToM, отличающийся тем, что, с целью повышения концентрации раствора свободного цианамида и степени извлечения цианамидного компонента, гидролиз ц:.анамида кальция осуществляют в четырех последовательно расположенных изотермических реакторах непрерывного действия в течение 10-15 мин и бартотаже воздуха в первом реакторе и 10 — 25 мин — в последующих реакторах при соотношении

Ж:Т в каждом реакторе (2,5-3,0):1, после

1682309 ветственно, а жидкую фазу после первого реактора обрабатывают 90-98%-ной серНОЙ кислОТОЙ.

5 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение Т:Ж = (2,5 — 3,0):1 в каждом реакторе поддерживают путем добавления воды, Таблиц а 1

Концентрация Са(11СМ )д, %

По известному способу (после II ступени гидролиза)

60 . 30 13,6

3:1

81,4

3:1

50 30

70 30

60 30

12,9

80,1

3:1

12,3

62,8

2,5:1

3,5:1

14,7

86,1

60 30 12,8

89,6

60 30 15,5

По предлагаемому способу (после IV ступени гидролиза) 30 2,5

2:1

3:1

19,8

3:1

2,3

17,8

После III ступени гидролиза

30 8,6

3:1

27,2

3:1

30

8,8

27,6

11осле II ступени гидролиза

30 18,3

3:1

37ti

3:1

30

18,7

38,7

После I ступени гидролиза

30 27,6

3:1

15,7

3:1

30

27,9

15,8 каждого реактора отделяют твердую фазу и подают ее на гидролиз в последующий реактор, а жидкую фазу возвращают в виде оборотных растворов в два предыдущих реактора, поддерживая концентрацию кислого цианамида кальция в оборотных растворах, подаваемых в реакторы, (27,528)%, (18,3 — 18,7)%, (8-9)% и (2.3 — 2,5)% соотЖ T мин Т, С

Степень извлечения (o() цианамидного компонента, 7.

1682309

Таблица 2

Т, ОС

1, мин

Ж:Т

Степень из влечения цианамидного компонента, (4),%

3:1

30

27,5

98,2

95,6

3:1

30

27,0

97,6

95,3

30

23,2

91,0

98,1

3:1

20,7

99,7

78,9

26,3

3:1

25

95,0

96,3

24,8

3:1

25

94,3

95,0

23,6

94,7

3:1

35

90,3

24,1

3:1

35

91,2

98,1

25,7

89,0

94,7

3:1

20

22,1

86,2

98,2

25

21,9

97,8

85,0

28,0

98,2

95,7.

27,3

20

30,2

2:1

15

28,0

25

3,5:1

3,5:1

2,5:1

2,5:1

Концентрация

Са (НСБ ), Х

94,3

35,7

33,1

Общий выход, 70

97,7

62,1

60,0

1682309

Составитель Е,Наумова

Техред М.Моргентал Корректор M.ÌàêñèìèøèíåL

Редактор Н. Яцола

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3379 Тираж Подписное

ВНИИПИ Г .ПИ Государственного комитета-по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушскэя наб., 4/5