Способ выделения жидкого цианурхлорида

 

ЙА (;.Т, 0-, "7= и / (т би, но; с .О П И-С-А

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

297I89

Сойа Саветскил

Содиалистическил

Республик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №

Заявлено 15.XI.1968 (№ 1283333/23-4)

Приоритет 16.XI.1967, № 683.571, США

МПК С 07d 55/42

Комитет по делам иаобретеииЯ и открытиЯ при Совете Министров

СССР

УДК 547.491,8 (088.8) Опубликовано 02.!!!.1971. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 11 VI.1971

Авторы изобретения

Иностранцы

Жан Ритманн (Франция) и Андреас Мерикофер (Швейцария) Иностранная фирма

«Агрипат СА» (Швейцария) Заявитель

СЙОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ЖИДКОГО ЦИАНУРХЛОРИДА

Изобретение относится к способу выделения жидкого цианурхлорида, используемого в промышленности для получения красителей, синтетических смол, оптических отбеливателей, фармацевтических препаратов, агрохимикалий.

Известен ряд способов выделения цианурхлорида, например, путем конденсации и растворения цианурхлорида в органических растворителях (таких, как бензол, четыреххлористый углерод), затем охлаждения полученного раствора до температуры ниже температуры кристаллизации цианурхлорида и последующим отделением продукта фильтрованием.

Однако известный способ применим для предлагаемого лишь в случае использования в качестве растворителя четыреххлористого углерода, не вступающего в реакцию с хлором.

При применении известного способа вследствие относительно слабой растворимости цианурхлорида в четыреххлористом углероде требуется большое количество растворителя. Это требует крупногабаритного оборудования для осуществления процесса рециркуляции и регечепации растворителя и приводит к неизбежным потерям растворителя. Выделение цианурхлорида фильтрованием и удаление остатков растворителя вследствие опасности работы с этими веществами и коррозионного воздействия требуют относительно сложного и доро2 гостоящего оборудования. Получение цианурхлорида в жидком, а не твердом виде иногда целесообразнее ввиду. его высокой токсичности.

Предлагаемый способ проще известного. Ис5 пользуемая в нем хлорокись фосфора совершенно не реагирует с исходными газообразными продуктами, является теплостойкой при максимальных рабочих температурах (от 200 до 350 С), не оказывает каталитического влия10 ния ни на один из компонентов газа и не действует как каталитический яд. Для проведения процесса необходимо небольшое количеств 3 хлорокиси фосфора, которое практически полностью регенерируется. Применяемая хлор15 окись фосфора является прекрасным растворителем для цианурхлорида, что полностью исключает образование твердого продукта, и является дешевым и легкодоступным веществом.

Предложен способ выделения жидкого циа20 нурхлорида из газообразной смеси, полученной при производстве цианурхлорида и состоящей из цианурхлорида, хлорциапа, хлора илп цианурхлорида, хлорциана, хлора, хлористого водорода.

25 Способ заключается в том, что газовую смесь при 140 — 350 С, преимущественно при

200 — 260 С, непрерывно подают в нижнюю часть ректификационной колонны. При этом основная часть цианурхлорида конденсирует30 ся при 198 — 199 С, и его выделяют известнымп

297189 приемами. Оставшиеся газы содержат некоторое количество несконденсированного цианурхлорида, зависящее от концентрации в газе, подаваемом в колонну. Эта газовая смесь поднимается в верхнюю часть колонны, имеющей дефлегматор, где она контактирует с хлорокисью фосфора, при 90 — 190 С, преимущественно при 140 †1 С. При этом происходит превращение газообразного цианурхлорида в жидкость, а жидкой хлорокиси фосфора — в газообразное состояние.

Пары хлорокиси фосфора вместе с остаточными газами выходят в обычный конденсатор, где происходит конденсация хлорокиси фосфора и оставшегося цианурхлорида, которые возвращают вновь в верхнюю часть колонны. Оставшиеся газы (хлор, хлорциан или хлор, хлорциан, хлористый водород) охлаждают до

15 — 30 С. Эти газы свободны от цианурхлорида и могут лишь содержать небольшое количество хлорокиси фосфора, который можно отогнать и затем вновь использовать в процессе.

Оптимальные условия проведения процесса в верхней части колонны можно регулировать количеством получаемого от испарителя тепла и количеством подаваемой в колонну хлорокиси фосфора.

Исходная газовая смесь преимущественно может содержать цианурхлорида 80 — 95 /о, хлора 5 — 20 /о, хлорциана менее 3 /о или цианурхлорида 40 — 55 /о, хлора 10 — 30 /д, хлористого водорода 20 — ЗОО/о, хлорциана менее

2,5 /о. Содержание в продукте чистого цианурхлорида не менее 99,5 /о.

Пример 1. Жидкий хлорангидрид циануровой кислоты выделяют из следующей газовой смеси, вес. /о.

Хлорангидрид циануровой кислоты 79,3

Хлорциан 3,4

Хлор 17,3

Эта газовая смесь была получена способом, описанным в патенте CILIA K 3312697. Газовую смесь (см. фиг. 1) подают со скоростью

32,3 вес. ч. в час при 220 С через трубопровод

1 в ректификационную колонну 2, состоящую из короткой секции 8 отгона легких фракций, наполненной уплотнительными кольцами Рашига, и значительно более длинной секции 4 ректификации, наполненной теми же уплотнительными кольцами. Размеры обеих секций должны регулироваться таким образом, чтобы получить необходимое количество теоретических тарелок с целью получения хлорангидрида циануровой кислоты, практически не содержащего хлорокиси фосфора (например, с содержанием POCi> менее 50 ч/тыс) . Колонну желательно сделать из стекла, можно использовать также и другие коррозионностойкие материалы, особенно никель.

В нижней части секции 8 предусмотрен испаритель 5 с обогревающими змеевиками 6 и вмонтирована сифонная трубка 7. Пар хлорапгидрида циануровой кислоты, входящий в ко5

65 лонну и сконденсированный в ней, образует в испарителе резервуар с жидким хлорангидридом циануровой кислоты, кипящим при 198—

200 С. Из этого резервуара через упомянутую выше сифонную трубку отводят чистый жидкий хлорангидрид циануровой кислоты >келаемого качества со скоростью 25,6 вес. ч. в час.

Часть хлорангидрида циануровой кислоты, находящегося в этом резервуаре, испаряется, и пары поступают снова в колонну при 197—

199 С с целью достижения оптимальных рабочих условий.

Температуру в верхней части колонны 4 поддерживают равной 140 — 145 С путем подачи и регулирования в колонне количества хлорокиси фосфора, которое составляет около

8 вес. ч. Эта хлорокись фосфора испаряется

IIo мере того, как горячие газы и хлорангидрид циануровой кислоты поднимаются вверх со скоростью 100 вес. ч. в час. Одновременно основная часть паров хлорангидрида циануровой кислоты конденсируется и стекает обратно в испаритель. Большая часть выпаренной хлорокпси фосфора и оставшиеся пары хлорангидрида циануровой кислоты, удаляемые из верхней части секции 4 через трубопровод 8, снова конденсируют в обычном дефлегматоре

9. Повторную конденсацию в дефлегматоре осуществляют в охлаждающей среде 10 при

15 — 25 С, преимущественно, при 15 — 18 С. При такой температуре количество несконденсированной хлорокиси фосфора составляет примерно 0,2 вес. ч. в час. Остаточные газь, удаляемые через трубопровод 11 со скоростью

6,9 вес. ч. в час состоят из 5,6 вес. ч. в час хлора (81 2 вес. о/о), 1,1 вес. ч. в час хлорциана (15,9 вес. о) и 0,2 вес. ч. в час хлорокиси фосфора (2,9 вес. о/О). Затем хлорокись фосфора отделяют от хлорангидрида циануровой кислоты и от хлора в небольшой ректификационной колонне 12 и рециркулируют через трубопровод 18 в колонну 2 для повторного использования. Хлор и хлорациан удаляют из ректификационной колонны 12 через трубопровод 14. Эти газы можно снова подавать в установку тримеризации для повторного использования их в производстве хлорангидрида циануровой кислоты в соответствии с патентом США № 3312697.

Этот способ не описан в данном изобретении, по его осуществление показано схематически (см. фиг. 2). Скорость потока хлорциана и скорость потока хлора, регулируемые с помощью измерителей расхода газа (ротаметров)

15 и 1б, достигает 26,7 вес. ч. в час и 5,6 вес. ч. в час соответственно. Эти газы смешивают в. емкости 17 и подают через трубопровод 18 в тримеризатор 19, содержащий активированный углеродный катализатор 20. Тримеризатор нагревают до 330 С, в результате чего температура реакции в реакционной зоне составляет

410 С. Затем газообразную реакционную смесь подают через трубопровод 21, нагретый до

270 С, прп скорости потока 32,3 вес. ч. в час (5,6 вес. ч. в час хлопа, 1,1 вес. ч. в час хлоп297189 циана и 25,6 вес. ч. в час хлорангидрида циануровой кислоты) в ректификационную колонну 2, показанную на фиг. 1.

Общий выход продукта реакции, включающей реакцию тримеризации, составлял 96 /о от хлорциана, входящего в установку тримеризации. Этот выход можно увеличить почти до 100О/о путем рециркуляции остаточных газов в установке тримеризации, как описано выше.

Жидкий хлорангидрид циануровой кислоты, полученный в соответствии с настоящим изобретением, является практически чистым, единственная примесь в нем хлорокиси фосфора составляет менее 0,005 вес, /о.

Пример 2, Используя то же оборудование и те же условия, что в примере 1 и в соответствии с технологической схемой, показанной на фиг. 1, жидкий хлорангидрид циануровой кислоты выделяют из газовой смеси, содержащей следующие компоненты (вес. /О):

Хлорангидрид циануровой кислоты 43,8

Хлорциан 2,3

Хлор 26,6

Хлористый водород 27,3

Эту газовую смесь получают по способу, описанному в патенте Франции М 1311400. Смесь подают со скоростью 584 вес. ч. в час через трубопровод 1 во фракционирующую колонну

2. Часть парообразного хлорангидрида циануровой кислоты, входящего в колонну, конденсируется в этой колонне в результате теплообмена с жидкой флегмой, и в испарителе образуется резервуар жидкого хлорангидрида циануровой кислоты, с температурой кипения

198 — 200 С. Из этого резервуара через сифонную трубку 7 отводят чистый жидкий хлорангидрид циануровой кислоты того же качества, что и в примере 1 (т. е. с содержанием хлорокиси фосфора менее 50 ч/тыс.). Скорость отвода составляет 25,6 вес. ч. в час. Часть хлорангидрида циануровой кислоты испаряют из этого резервуара, и пары снова поступают в колонну при 197 — 199 С с целью достижения

10 оптимальных рабочих условий.

Предмет изобретения

15 1. Способ выделения жидкого цианурхлорида из газообразной смеси, полученной при производстве цианурхлорида и содержащей хлорциан, цианурхлорид, хлор или цианурхлорид, хлорциан, хлор, хлористый водород, отличаю20 щийся тем, что, с целью упрощения процесса„ указанную газовую смесь подают при температуре 140 — 350 С в нижнюю часть ректификационной колонны, сконденсированный при этом цианурхлорид отбирают, а оставшиеся газы

25 обрабатывают хлорокисью фосфора, путем подачи последней в верхнюю часть колонны, при температуре 90 — 190 С, из выделившихся при этом паров известными приемами выделяют хлорокись фосфора и цианурхлорид, которые

ЗО вновь направляют на ректификацию в верхнюю часть колонны.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ректификацию .ведут при температуре 200—

260 С, 35 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку хлорокисью фосфора проводят при температуре 140 †1 С.

297189

Рог Р

Составитель С. Полякова

Техред Л, Л. Евдонов

Корректор Т. А. Китаева

Редактор Е. Гончар

Заказ 1405i9 Изд. № 626 Тираж 473 Подп испо"

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, K-35, Раугнская наб., д. 4j5

Типография, пр. Сапунова, 2