Способ приготовления растворов или суспензий хлористого цианура в водосодержащих органических растворителях

 

621318 ристого цианура и позволяющее вводить хлористый цианур в водно-органический растворитель в жидком виде.

Это достигается согласно описываемому способу приготовления растворов или суспенэий хлористого цианура в водосодержащем органическом растворителе пугвм введения хлористого цианура в жидком виде с температурой or температуры о плавления до 200 C со скоростью ) с„KF /ч, где > )альм

1 (00 -Р гдв P — желаемая концентрация хлористого цианура в растворе или,суспензия, вес. %, 15

3 „М - концентрация хлористого цианура в используемом растворителе, вес. %, которая включает и значение, равное О, » скорость вводимого растворителя, кг/ч, причемР„М,91 иТ„м- температура вводимого растворителя выбираются такими, чтобы выражение

C p(CQ) т „,„— - — т, Щ С Р (+) Отличительные прианаки способаиснольаование хлористого цианура в жид- 4s ком виде с температурой от температурь1 о плавления до 200 С, введение его со скоростью 1 и температурой Г м вводимого растворителя. в водный ацетон или смесь ацетона,, толуола и воды и последующее затем охлаждение не более чем через 3 мин после введения в контакт хлористого цианура с растворителем до желаемой температуры.

Предлагаемый способ предпочтительно 55 осуществляют, когда 1 1, 50 или

Ч „.. 40.

В качестве растворителя предпочтительно используют технический ацетон

C >(cy)

3.+

2Q

С (1М) нв превыпуло значения температуры кипения (в С) i используемого растворите ля, где Ср(1И) L> (су) -удельные теплоемкбсти (кол. ° ) < ) растворителя и хлори- 35

J стого цианура, в водный ацетон или смесь, ацетона, топуола и воды и последуюшег о аатем не более чем через 3 мин после введения в контакт хлористого цианура с раст+ 40 воритвлем охлаждения до желаемой температуры. или смесь из 29,1 вес. Ж ацетона, 70 вес.% толуола и 0,9 вес. % воды, В качестве водно-органических растворителей могут быть применены бинарные, тройные четвертичные системы или системы более высшего порядка иэ воды и алифатических, циклоалифатических или ароматических, жидких при температурах о акопо 20 С, алифатнческих или ароматических галоидуглеводородов, такив как линейные или разветвленные алканы Ф с 5-17 С-атомами; циклоалканы, например циклопентан, циклогексан; декалин, бенэол, толуол, ксилол, атщ бенэол, хлористый метилен, хлороформ, четыреххлористый углерод, моно-, дя-, три- и тетрахлоратилены, трихлоратан; хлорфторалканы, такие ка:. трихлортрифторатан; хлорбензолы, хлорфторбенэоль1 такие как м-хлорбензотрифторид; кетоны, такие как . ацетон, метилатилкетон, диатилкетон, метилиэобутилке тон, циклогексанон; сложные эфиры, такие как атилацетат,, или простые эфиры, такие как диатиловый афир, дииэопропиловый афир; спирты, такие как изопропиловый спирт, или растворы (суспензии.хлористого цианура в упомянутых системах с Р в вес.%). Применимы также смеси указанных веществ.

Обычно используют растворитель с о температурой кипения ниже 120 С.

Хлористый цианур, как и растворитвль, может смешиваться как в ламинарном, так и турбулентном потоке.

Для смешения пригодны любые смешиваюшие устройства, которые позволяют реализовать указанные соотношения скоростей потоков.

Если полученные раствор или суспенаии не подлежат немедленной переработ. ке, то их охлаждают до температуры, при которой гидролиэ протекает незначительно.

Эти температуры соответствуют температурам, до которых охлаждают растворы или суспенэии тех же концентраций, что и получаемые растворением порошкообразного хлористого цианура.

Охлаждение можно осуществлять или с помощью теплообменника, или путем твплоотдачи эа счет частичного испарения летучих компонентов растворителя.

Температура, до которой нужно охлаждать раствор или суспензию хлористого цианура путем испарения растворителя или с помощью подключенного теплообменника, зависит or того, как должен далее применяться раствор или суспензия хлористого цианура, соответственно как высоко содержание воды или хлори6213

25 стого цианура в этих растворах или. суспензиях.

Например, 18%-ный (вес) раствор хлористого цианура, приготовленный нз жидкого хлористого цианура и1 ацетона с 5 вес. % воды, достаточно охо 5 ладить только до 25 С, если этот раствор хлооистого цианура для последующего процессы ооработки может показывать. степень гидролиза не более 0,5%, и переработать в течение 10 мин после его приготовления.

Если же готовится 9%-ный (вес) раствор хлористого цианура из жидкого хлористого цианура в ацетоне, который содержит 20 вес. % воды, ro необходимо чтобы степень гидролиза не превышала о

0,5%, охлаждать раствор до 5 C и атот раствор перерабатывать также за 10 миа, Если aror раствор перерабатывают спустя 20 мин, то его необходимо охлаж- 2О o дать до -10 С.

Необходимый теплосъем, который определяется конечной температурой, можнЭ легко определить иэ теплоты испарения, растворителя, имеющегося количества раствора или суспензии и теплоемкости смеси, если атот теплосъем происходит эа счет охлаждения испарением.

Пример 1. (сравнительный), В стеклянную колбу емкостью 4 л с 2 л, зо технического ацетона, содоержанием воды

0,2% и температурой 20 С при перемешивании в течение 10 мин вносят 184 мл жидкого цианурхлорида с твм тературой о

160 С. При атом температура смеси о повышается до 30 С, причем смесь сгановится также мутной, что указавыет на выпавшую в осадок циануровую кислоту.

Анализ смеси через 10 мин после окончания добавления цианурхлорида показы- 4О вает степень гидролиза 3,5%.

Пример 2 (сравнительный). В стаклянную колбу объемом 4 л, снабженную обратным холодильником> с 2 л тех нического ацетона, содержанием воды 5% . 4 o и температурой 2 0 С при перемешивании в течение 10 мин прибавляют по каплям

184 мл жидкого цианурхлорида с темо пературой 160 С. Температура смеси

50 сначала повышается, до 30 -, а в течение последующих 10 мин смесь нагревается в результате выделяюшегося тепла реакции гидролиза настолько сильно, что смесь сильно закипает. Несмотря на сильное охлаждение смеси с помощью бани, уже в течение 10 мин по окончании добавления цианурхлорида наступает практически полный гндролиз в циануро18 б вую кислоту (аналитически определенная степень гидролиза 98%).

Повторение этого сравнительного опыта (при удлинении продолжительности прибавления по каплям циаиурхлорида до

25 мин) приводит к моменту окончания времени прибавления к взрывному течению реакции.

Пример 3. В циркулируюший поток, содержащий 1068 мл технического ацетона с одержанием воды 0,2%, при скорости циркуляции 284 кг ацетона /ч о при 25 С с помо пью смесительного сопла в поток ацетона дозируется жидкий цианурхлорид с температурой 160>..и скоростью

4,2 кг/ч. Введение 90,5 мл жидкого цианурхлорида должно обеспечить концент» рацию 14,5% по цианурхлориду. Затем из атого потока отводят раствор и одно временно непрерывно вводят свежий рас гворитель(ацетон) и цианурхлорид при таком же соотношении компонентов, как и при отборе в виде раствора иэ кругооборота. Скорость отбора цианурхлоридного раствора составляет 567 мл в минуту и соответствует среднему времени пребывания в кругообороте 2,8 мин. Получаемый прозрачный раствор цианурхлорида еще через 10 мин после отбора и хранео ния при 25 С показывает степень гидролиза лишь 0,2%, а после 90 ч при 25 C о степень гидролиэа 2%.

Пример 4. Процесс ведут аналогично примеру 3, но отбираемый из кругооборота раствор цианурхлорида дозируется прямо в стеклянную колбу емкостью 4 л с мешалкой, выдерживаемую с помощью маностата и вакуумнасоса при давлении 60 мм pr.ст., иэ которой соогветственно давлению паров ацетонового раствора отгоняется ацетон, так что благодаря атому достигается охлаждение и о концентрирование раствора цианурхлорида.

Через 30 мин работы установки для получения цианурхлоридных растворов (соогветствуюших суспензий) в вакуумированном приемнике достигается стационарная о температура 0 С. Проба полученного раствора. (смеси) показывает, что при этом получают 19,8%-ную (вес) ацетоновую суспензию цианурхлорида, в которой цианурхлорид после отбора через

10 мин гидролизуют лишь на 0,1%, При о нагревании до 15 С (т,е. температуры насышения 90,8%-ного ацетонового раствора цианурхлорида) эта суспензия о6наруживает полностью прозрачный расrвор, даже после 18-часового хрен ..иии

6213

7 о при 25 C при аналитическом определении степеыь гидролиза равна всего 0,7%.

Пример 5. В полученную с помощью стеклянного сопла с внутренним диаметром 5 мм струю технического ацетона с 5%-ным содержанием воды (10оС} и скоростью 285 кг смеси ацетон-вода/ч через обогреваемое у верхушки боковое сопло BIIpI IGKIIBQIQT жидкий цианурхлорид

Ч с температурой 180 С и скоростью

50,3 кг/ч. Выходящая иэ сопла струя смеси ниже сопла сразу.же собирается в маноствтированный на 80 мм рт.ст. сосуд, из которогг с помощью вакуума водосодержаший ацетон непрерывно испаряют из собранной смеси. Испаряемую смесь ацетон - вода кондеысыруют с помощью холодильника и собирают в огдельном приемнике, Благодаря этому в приемнике для вцетонового раствора цианурхлорида устанввливае тся темперао тура 15 С. C помощью регулятора уровня (поплавкового) в приемнике устанав. ливается режим работы последовательно включенного насоса с помощью которого охлажденный до 15 С раствор цивнур- гз хлорыда подается из приемника в резервуар для хранения (с мешалкой). Благодаря этому уровень ацетонового раствора цианурхлорида в приемнике остается практически постоянным. Всего в резер- 1О вуар для хранения поступает 280 кг/ч

18%-ного (вес.) раствора. цивнурхлорида о с температурой 15 С, При аналитическом определении степень .гидролиза у пробы, взятой через 10 мин после получения 0,5%; у пробы, взятой после

30-минутного хранения при 15 С, 1,5%; у пробь1 взятой после 2;5- чао сового хранения при 15 С С, - 4,4 %;.

40 у пробы, взятой после 22-часового храо нения при 15 С, - 17,4%.

Пример 6. С помощью стеклян ного сопла с внутренним диаметром 5 м получают струю водосодержашего ацетона (20 С; техныческий ацетон с 20весЛ воды) со скоростью 150 кг/ч. В струю через обогреваемое у вершины добавочное сопло впрыскивают жидкий циануро хлорыд с температурой 160 С и скоро- - 5о стью 13 кг/ч. Поток смеси сразу жеподают.t a последовательно включенный приемник, в котором с помощью вакуумного насоса с маностатом удерживается давление 5 мм рт. ст. Приемник последовательно соединен с холодильником для отгонкы растворителя. Через управляемый регулятором уровня насос из этого прием ника раствор цивнурхлоридв, охлажденный испарением растворителя, подают и сосуд для хранения со скоростью 150кг/ч.

Таким образом, в сосуде для хранения получают 9%-ный (вес.) раствор цивнуро хлорида с температурои 5 С Аналитическое определение степени гидролиза показывает 0,5% непосредственно после сбора в сосуд для хранения; 1,5% гидролизв о после 30 мин хранения при 5 С, 12% гидролиза после часового хранения при

5 С, 50% гидооолизв после 10-часового б хранения при 5 С.

Пример 7. С помощью сопла с внутренним диаметром 5 мм получают струю водосодержашего ацетона (15 С; технический ацетон с 2% воды) со ско-. ростью 280 кг/ч. Через обогреваемое у вершины добавочное сопло в эту струю впрыскивают жидкий цианурхлорид с температурой 190 С и скоростью 93кг/ч при повышенном давлении (около 1,5 атм).

Смесь после смешивающего сопла. снова, подают в вакуумированный (до70мм рт.ст) маностатированный приемник, из которого испаряют растворитель, и остающийся продукт, т.е. суспенэию цианурхлорида, можно передавливать управляе.— мо по уровню. В приемнике с помощью испарения растворителя устанавливают о температуру 10 С. Из приемника непрерывно с производительностью 300 кг/ч в сосуд для хранения передавливают готовую 31%-ную (.вес.): суспенэию циануро хлоридв с температурой 10 С. Анализ полученной суспензии цивнурхлорида через 10 мын после ее получения показывает степень гидролиэа 0,25%. После о

4-часового хранения при 10 С степень гидролиза — 2,4%, после 20-часового хранения при 10 С вЂ” 4,0%. о

П р .и м е р 8. С помощью стеклянного сопла с внутренним диаметром 5мм получают поток водосодержащего ацетона (25 С;. технический ацетон с 1% воды) о . со скоростью 290 кг/ч. Через обогреваемм у вершины дополнительное сопло в поток впрыскивают жидкий пианурхлорид с температурой 160 С со скоростью о

118,4 кг/ч. Выходящий иэ смесительного сопла поток смеси подают ; в вакуумированный с помощью вакуумного насоса и мвностата на давление 30мм рт.ст. приемник, из к отор ого м ожно испарять растворитель, Остающаяся сконцентрированная суспензия цианурхлорида может отбираться через управляемый по уровню насос. Таким образом, в сосуд для хранения из приемника. собирают 275 кг/ч

43%-ную (вес.) суспензию цианурхлоридв

621318

10 внимание при экспертизе:

LIA

100- Р

ИНИИПИ Заказ 4573/4 Тираж 559 Подпнсно«Филиал Г1ПП Патент", г. Ужгород, ул. ГГроектная, I с температурой 0 С, Анализ взятой «ео рез 5 мин после получ« ния продукта пробы суспензия цианурхлорида показывает степень гидролизв 0,3%, после часового о хранения прн 0 С гидролиэ составляет

0,8%. После 10-часового хранения при 5

О С 0,9%.

П р н м е р 9.. помощью стеклянного сопла с внутренним диаметром 5 мм получают поток насышенной водой смесн о (20 С), состояшей нз 70 вес. % толуола, >0

29,1 вес. % ацетона н 0,9 вес. % воды, со скоростью 270 кг/ч. Выходящий нз смесительного сопла поток подают в ва«уумированнь«й с помошью насоса и мано тата на 40 мм рт. ст. приемник, яэ ко» горого можно испарять растворнтель. Из приемника непрерывно с помошью управляемого по уровню в приемнике насоса перекачивают в сосуд для хранения

30%-ную (вес.) суспензню рида с температурой 5 С (производительностью подачи < 300 кг/ч). При аналитическом определении степень гидролиаа через 15 мнн после получения втой суспензия меньше, чем 0,1%. Прн раз25 разбавления этой суспензия ацетоном по лучают полностью прозрачный раствор.

После часового хранения 30%-ной .(вес) о суспензии цианурхлоридв при 0 С сте30 пень гидролнза все еше, меньше, чем

О 1% после 16-часовor о хранения при

Ь

5 С вЂ” 0,24 %. Лишь после дальнейшего

24-часового хранения при 22 С гндролнэ

0,56%.

Формула изобретения

Способ приготовления растворов или 40 суспензий хлористого цивнура в водосодержвшнх органических растворнтел««х путем смешения хлористого цианура с водосодержашим органическим растворителем, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью упрошения процесса, используют жидкий хлорнстый цивнур с температуоой or температуры плавления до

200 С и его вводят со скоростью к« / 4

I где где P — желаемая ко««п -.««тря««««л хлористого циануря в растворе илн oy<-.— пензии, вес. %, 7< концентрация хлористого цнанура в используемом рве тиор««теле, вес. %, которая включает ««значение, равное О, - скорость вводимого растворителя, кг/ч, прячем Р«,М > Ьм нТьМ температура вводимого растворителя выбиряк тся твкнми, чтобы выражение

Р« . CP (C31. peg

М м Ср Г«

Ucy С Ну)

1+ и«л Cp(LM не превышало значения температурь«кио пения в С используемого растворителя, где Сср(«„м) нСр(су) — удельные теплоемкости в кал ir раство, ««ля и хлористого цианура, в водный ацетон нлн смесь ацетона, толуола н воды, а затем смесь не более чем через 3 мин после введения в контакт хлористого цнанура с растворителем охлаждают до желаемой температуры.

2. Способ по и. 1, о т л и ч в ю— ш н и с я тем, что Тх 50.

3. Способ по и. 1, о т л н ч в ю— щийс я тем, чтоТ„40.

4. Способ по п. 1, о т л и ч а юш и и с Й тем, что используют технический ацетон.

5.Способпоп. 1,о тличвюш и и с я тем, что используют нз

29,1 вес. % ацетона,70 вес. % топуолв и 0,9 вес % воды, Источники информвц««и, принятые во

1. Патент ФРГ И 167 07 3 1, кл. 12 р, 10/05, 03.01.77..3. Патент ФРГ М. 1964619, кл. 12 р, 10/05, 08.11.73.

3. Патент ФРГ М 1695117, кл. 12 р, 10/05, 17.01.73.