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Il froeiâi de fabrication de l'acide taocyaniruel
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La présente invention concerne un procédé pour la t.br1oa tion deb l'ac1dG 110cyaniquCJ et un apaiH.* pour 1& <ti t R oeuvre de ce procédés Plua parti cul M relent l'invention concerne un proc<d< do rabr1etlon de l'acide iaocyan1'lui par la pyroiyot tt lu d'polym4r1ut1on en résultant de l'acide cymnutiquig et un ¯p'lÁr.illu.r:' plrtlct;
1.ofU., pour la mis en oeuvre de et procédé* On fait que lorsque l'acide cYQnuri1ue. qu'il soit sous tome edtoni-ue ou sous tor.ft 4no11qutJ, est chauffé & une tempéra-
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ture élevé , il ne dépolymérine pour former de l'acide laceyani- que suiv.nt l' dquation
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On désigne souvent l'acide îmoeyaniquo nous 1* nota d'acide cyanique qui répond à la formula ! HOC JI Il On s'est heurté à de nombreuse! difficulté pour la ttbri- cation de l'acide isocyanique par pyrolyse de l'acide eyanuriqut L'acide inocyanique a un point de fusion de -'?"0 et un point d'4bullltion de a3,5 C,Il ne polymérie* au repos en formant de la Q)'llrJjl1 et de l'acide eynuriquo, lorsqu'on évoeut le ' peur d'acide isooy,-,n1que de l'appareil de pyrolyse, des mati'res 81011- don recouvrent la surface du rductour et 1loncrullnt.
D4 plue, il ont difficile de stocker i 'acide ieocyanique en raison de sa tendance à 3e polylidriaur au repos. En outre, l'acide i.ocyan1q\.1' préparé par la pyrolyse de l'acide cynnurique contient gdndrêlemnt des iw;-.uret6s. spécialement de l'acide cyanhydrique. Le recycla- ge des résidus ûuvnente Horclaent la teneur dj l'impureté acide cyanliyiriquc, que 1' on ne peut eépurar racile.retit de l'acide cyanurique pur distillation à cu&a4 de leurs pointa ;P4bulHtlon
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voisina.
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On fa proposé d'6vf.lcuer le% verture d'acide hoc)'.m1qut d'un t'4...CtOUI' uyunt un orifice 4v.a4. ,. :!'\01, lorlSqu. les ujàtlèreu soll- de,% se déposant sur les pat-ole du réacteur, il y a toujours un pas- sage pour l'évacuation des g4z. Cette t-çon de procéder ce :on..
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pas tutistuetion .t4>\1t ionui que les mtibvua solides et ran..- blent encore duns la réacteur conduisant à uns perte de rendttunt et à des ditticultdi p'rtAt.o1.r" telles ijus la nottoyar,4 trfqulnt des parois du r4.ctlur. D4 plus# malgré llouverturt diandet le riuctour, peut fin&l !0<nt. au bouchtr.
La prdotnte invention to propous donc de fournir' #* ut) procédé tozode pour la fabrication de 1 'lu:1d. too- c1,nique tt un &ppartU.h:'1 peur la aise en oo-uvr4 de et procidd pur pyrolyce do l'acide cYl.lnu.r1qu8 - un procédé et un &p!ar111ae pour la fabrication de Il acide laocyan1,Ut par pyrolyat et d'pvlïmr1at1on r4âulti4nt4 de Itacide cyanuriqno, ce {rocade et co i-prrailla évitant Il obstruction du réuetour et don.%&nt de:.! p<ndeoont9 él*v4s en pro-
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duit ;
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- un procédé et un aptaroillét,-,# puur la fabrication de ltacidt îoocyuniclus r4úuitH.nt au 111n1muII1 les difficulté de s4. parution des illif'Ur.t41 con.,* l'acide C'/'HÚ1;dr1,.ut -- un procédé et un tiPi ar<t111t' pour la fabrication de Il acide iaocyanilut pur Pl'rol)',. et dé polymérisation en résultant de l'acide cymnuriiuo# retto !..\rtc..t.1on pouvant tiré conduite 'à volonté en continu, somi-continu ou pur chrg..
Dl&utreu cnract4'l:sU-jueo at les 4&v..ntur;u de l'invention rtasortiront plue c:1UroJ:ltnt do lu ùCLCt'11'tlon qui va suivre,, Lt"PI ul'G111a:e de fabrication dit l'acide taocyanlquo selon l'invontion coqirend un rOI tJ 1141.1,800 une iuuurre d'teidt ayanur1qu.. une etii-mbre de réaction don Moyens de churrut de cette chambra, un r4c1p1tnt. une tuytro, de pr4tllnnc:. conique, pr4YU' .. la Gr- tit de la chambre de faction et destiné à l1 évacuation des Pas dans ce récipient, ainsi ,un don moyen de ('hl.ut"t'ar:
t dv cette tU1'" res La procédé de l'invention consista et introduira l'acide cyn- nur1,]ut duno un ..une (10 r,!url!qu, II Ch"Ut'l'iH' net acide a)'4nurlqul à wit taMp4r'<Mut'f comprise ontro 4ü et o)\J'C. et qui. provoqua la dépnîyi iéria tion du cet acide cytinurliuo en ttcdo 16ocy.m1...u. sous
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l'orme de vapeurs, puis à conférer une certaine vitesue 1 ces vu peur d'acide iaecyanique, h lee évacuer de la Ion, de ré*etion à une tem; 4raturt d'au moins 37LAC et 6. les rocueillit' dans un récipient.
DO préférence lm viteeae du vapeurs décide 1400YOnt- que évacuées do la sone de réaction est d'au Mina 15 ee c0!)d<
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environ,
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Le procédé de l'invention Bert' mieux compris en se r.t4- ft.nt au dessin {n:.lx6 sur l94U l la figure 1 est un ochim de l t apraroUbttl selon Iliri- vention. et la figure 2 et un. coup' . plus grunde échelle de la tuytire.
In se référant eu dessin, lt4cide cymnurique 1 est stocké dans un bas de stockage 2 et il est admis 6. un débit prédéterminé, par la v4nrÀ* 3, dans la conduite d'acide cyanurique 4. La vunne par ticuliùre choisit pour admettre l'acide c:yanu'111ue dans la conduite 4 n'eot pas critique. Cette conduite est de préférence ehautc6t pur des serpcntina de chauffage 9 et l'acide cynur111U8 quitta la conduite 4 par eruvité pour être admis d-no le clian-ure ou sono de r diction 6* Catte chambre a une tdmh J10n et une évacuation, Ita. cide cynurique y pénétrant pur Iladmin.,ion. La manière dont on ûdumt l'a.c1.IQ cYL4nur1rlUG dùns la &one do réaction n'est peu cri.. ti,,ue et tout Moyen coanode peut ttre adopté tel que, par exemple, }HI' via d'rehittidw. tu chumbra de réaction est Ue prH4ronc. cylindrique et de forcie hlloHd4, 1Iiti elle peut avoir toute l'or.. me.
Dn6 le procède en açimi-continu ou par chargée, les chargea d'acide cyunurique pouvant être introduites à la min dans le réac- tour. La conduite 4 d'acide cyanuriclue *et de préférence, mais pas
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nécessairement, chauffée de manière que l'acide cyanurique pénètre
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dans la chuubro ou zone de réaction À une tomp6'aturl élevée.
Ceci tuo111t' la réaction de dpolydr1Dut1gn no produisant d-nu la chambre de réaction, On peut adopter tout moyen cO!1'llod. pour le chauffare ue l'acide ")',,nur 1,tuO toi qu'un munchon de chauffée
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la vu peur, un serpentin de chauffage, *te, Suivant une varithe, lucide cyanurique peut être disait froid dune la chambre dit réac- tion ou bien il peut être préchauffé dlnu le bac de stockage, Une source de raz inerte 7 est prévue duns le réservoir de stockart 8 et ce a est admis, par la van:.e 9 dens la condui- te de na* 10 et dolh d..na lu conduite 4 d'acide cynnriquot Le gaz inerte nient pas indispensable :,,aî3 il est prévu pour éviter des retours décide cyenurique ûcbe#ln* pur la conduite 4.
Suivant j une variante, on met enue preoilon l'acide cynuriue dans le bac 2 et on adret directement le z inerte dune le bue de stockage de l'acide cycsnuric;ue. tes ;u inertes particuliers que l'on ;eut ap- pliquer à cet hi'fst comprennent de préférence l'azote fclnsi que If air sec et l'anhydride carLonic;ua.e eus î:iortc que l'on applique doit ce condenser à une température inférieure U la tomp4riàture utilisée pour condenser l'acide iaaay.r,ua et ce gaz doit de préférence, ne pus se condenser à la température de la neige car-
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avoir
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ni;uey c'eat-'à-'dire/un point d'ébullition intérieur à -Û4 C lorsqu'on iàclîeoîne l'acide eyinuri(lue dans le rhéteur pur dt ttutrej moyen que ceux décrite ici, on admet de préférence un cas inerte pour éditer des retours par difiublon et de!, bouchages.
La climebre ou lu 4one de réaction b consiste de prête" pence en une ehbinbre ou 4une de forc-o allongée* Cette cha br4 est munis de serpentins de chuufC,;4-o 11 qui eit.tiennent une temr,4ratur4 di'ns la atuarutra de réaction comprise entre environ 450 et 6 iC, T,-ut taoyen dé coruiu peut ttre utilisé pour maintenir cette a,:..s d$ trsrtératurs. 1. c?t..,Lre do réaction eat de prête" rence munie jê ruiyena r"-1* le contrôle de la tcnperhtura, tels que pults à 12 et 13. Cette Seat Atre construi- te en tout àutdriuu désiré con,.u cus..a convenant, îà cet us'e, tel , que vorre, nickel, iacitir et dlucier.
On etimufle l'acide cyunuri lu* d..na lu chambre de réaction à une température d'environ 4'iu 6 ce ,ui i,ruyo ut 1 dépoly
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uxîrisution de l'acide oyanurique en vapeur d'acide laocyanique, Lu température élevée confère une certaine vitesse aux vapeurs 4'A- cide isocyanique qui sont propulsées dar.s la chambre do réactions
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Une vitesse supplémentaire est de préférence conférée aux vapeurs
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d'acide 1aocynique par injection d'un gus inerte dans la chambre de réaction, cou.e cela a été décrit ci-dessus* La Z4(z inerte sert uU5i à dvitor les retours par diffusion des vapeurs d'acide iso- cyf<ni'tU& ou de l'acide ,;
yunur3qua Lorsque l'acide oyunurique est dépolytaériâti en acide inocyaniquel il reste un résidu duveteux de couleur tun h brun, connu sous le nom de " cendre volante" Il varie en quantité allant de 1 à 5," du poids de la charge d'acide cyunurique. Ainsi, il peut être ,>rdf'drcb7e, spécialement dune un #yatù;ae en continu, de prévoir un moyen de Itll'lfArat1on de cette cen- dre, par exemple un aprrz.taurayr.on$ uprbe le point de vapori- sation eodplète de la charge d'acide cyunuri1ue (non repr'lnt4).
La durée de séjour de l'acide oynnurique dune la chambre
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de réaction est naturellement fonction de la température* Plus la
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température eat élevée, plus lu durée de séjour est courte. et love aetnent, En général on préfère une durée de séjour inférieure z en- viron 60 secondes et mieux encore on adopte une durée de séjour di environ 1/4 de seconde à 40 secondes. Les vapeurs d'acide 1.001.-
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nique tombent et quittent la chambre de réaction allongée par la
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tuyère 14 p rar étre recueillies dans un récipient ou réservoir 15<, celui-ci étunt prévu pour conserver l'acide 14ceyanittue. La tuyère 14 est munie d 1 1nont8 de chi4u±' ta,., 16 qui lA441nthnr.tnt une te * peratura d'au Mins 37aG dans la tuyère Tout moyen de chauffage peut être appliqua pour maintenir la température nécessaire dans la tuyère.
La tuyùrs peut ausji ltre munie de moyens de contrôle de la température dans leu tuyoro, cox..# un puits à thermomètre (non repr4sunté), Lu tuyère est de préférence cylindrique ce terminant p une partie conique {cependant, ceyla ntht pas indispensable ,'tant. d)M.4 qu'il lnijorte aeuleuont que 1.. température soit 1.nt..t1 \. dans la ù#..e ci-d 3uo Un a r4Yu une conicité du fait que Iluo
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11 d1a8btrl est pttit plus le rirluge de la ttap4ratur# si efficace,, La dlatfnalon d* l'ouverture dépend des dimen,ion. de 1'appaH K.
Un di,.btr. de 50 à 75 a t dans un grand .par.11, peut <ttr< <Kvi<<t6<! tout en maintenant la tlmp4rature de 17000 AU nea de la tuyère avec des pertes calorifiques mod4rdes ## !##* ment# 1. vites** d*s ras dvacu4o de la tuyère est de préférence maintenu* 4u-dessu:s de 15 =/seconde et de préférence au-dessus de 60 cm/ second*, À cas vitesses, on a constat' que les retours sont évitée; 4u%rtmont les colide4 se cond9r43#raiont autour des pmrtita extérieures plus froides de lu tuyère. Ce retour par dit- fusion peut ttre ivité ou amiul4 Âu My<m d'une ceuverture de gaz inerte couvrant les partita Ixtir1eure6 de la tuyère.
On r.cu.111e l'uc1d. 110cyaniu..t il et condense duna la réservoir ou ricipient 15, ctlui-ci (étant 11.L:.err,ê dttns un bu1n de neige Car. boninut 17, :)1J.ln:t une variante, un pout rtcl.tdll1r la produit tous forot gutouse, On maintient le réiértoir h une température comprise entre -84 et 230C. Tout moyen ron-iide de r.froid1$aea.nt du r4cervoir peut etro appliqué pour amener les npeur et 'ao1de i4ocYmnIque à la. température désirât* Lora'tM les vupeurs d'acide hOC7lAn1qut sont ttdNiaws ditne la ni8 rvolr, el) ID tourbillonnent en léchant les parait du r4aervo1r et qui crée une 4urtuet de rl- f roidiaattotnt et de rondoneation plus grands.
Cette condensation rapide permet un réduction dos portes de rendement qui r4oulteht des procédé* à rtfro1dluolllont. lent" Lorsqu'on m4intitnt la ri- lervoir à des ttapératurtu aupirltures (environ 20*C)g l'acide 1eocyan1qu. et polymetrhe par voit explosive pur con<<qu<tntt un Inhibiteur <8t n4t'lua1²" con ttmp4raturol. pur exemple un acide fort do Lewis. Do U1tlM un tol inhibiteur est o4o<aetipo lors. que le produit ozit rocue111i sous forme de J:4I..
DOS POu$uièr*à de pl't1CUleU et condenswnt à ilext4rî#ur du nu de la tuyère (diine l'upae. Ces particules #ont Principalement ecnetim<<n< pur de l'acide oyanurlqu. et forment un* suspension dans l'aaide 110er¯nique liquida ; de tuçon 4urprt.
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nantie il ne et dépota pu* de solide. sur les parois du condtoitwrf Lorsqu'on "t en oeuvre le procédé de l'invention à Ifichelle industrielle, il est préférable de ne pas dépendre de la vites**
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d'admission aei raz dans la récipient et. par conséquent, d'y iArer la nea de la tuyère, Lorsqu'on procède alnl1.
une couver- Hure de gaz inerte est de préférence utilisée pour recouvrir les partie extérieures de la tuyère et pour éviter le* retours par
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d 1J.' - utJ1on.
Le récipient 15 est de préférence muni d'un col 18.
Le gaz inerte qui n'est pas condensable aux températures de con-
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densation de l'acide isoc)'Lln1(ue n'échappe par le col 16 et si évacue à l'atmosphère. Suivant une variante, on peut recueillir le fa inerte dans un récipient ou le poc4>tr d4nis le réservoir de 8
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utooku7e/ot le recycler dune le système.
On peut purifier, si nécessaire, le produit brut recueil.
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li dans le r4dipent, par exemple par distillation tous vide de la totalité du brut renfermant les quantités de matières solide# telles que acide cYlI.nur1que et cYll.m4Ud., Le produit purifia résultant est d'une pureté surprenante et ne contient que quel- ques minime quantités d'acide cyanhydrique indésirable*
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Les exemples suivants servent à 111uater la présents inm vention et leu avctntague quelle procure, riziLLE 1.- On introduit 120 g d'acide cyonurique dans une Chàlubr. de réaction de forme 11ong4..t chauffée munie d'une tuyère toui.
que chauffée à non extrémité, comme représenté sur les dessins* On charge de l'azote dans la chambre de réaction à raison de 40 ml par minute. On chauffe la chumbre de réaction à une température
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de 5150C et on chauffe la tuyore à une température supérieure à 3700C, L'acide cyanuriçlue se dlipolym4rio. en acide hocYIILn1que tout, forme do vapeur (durée de s4jour : 20 accoudée ) et les vapeurs de
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l'acide iaoc/anique sont animées d'une certaine yite#8# au moyen
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1 du III inerte et par la toaperature elevae.
Les vapeurs d'acide tsoeyanique sont poussées Yor4 la sortie de lu chambre de r4ac- tion et elle# en sont évacuées dans un récipient & travers la tuez re conique à une tomrérature d'uu lutine 3?0 C* On recueille 1'*- cido ieocyanique dhns le récipient que l'on maintient à une t,1II- prature drat.viran -70 C, nu moyen d'un bain de neige c4I.rboniqut.
Ce récipient comporte un col et l'azote qui né ee condense pas à la t.mp4rtu de la neige curbonique est évacué à l'atmosphère par ce col. L'acide isocy&nique brut dans le récipient pèse 110 C. et, uprèa purification par distillation de la totalité du brut, y compris lois matières solides, on récupère un .c1do lao- cyani'tje iyriutomant purifia avec un rondement de 6ti,1;'. Ce pro- duit ne contient que de tainttaos '4\.umtlth d'acide cyanhydrique, 0<058/ en poids, tu tuyère eut cacrltararrztt exempte de ft8s'i solide et il n'est pas n6cotllH.1r. de la nettoyer* 7l.LE '.
On r4pt. l'exemple l, A l'exception du rait que l'on maintient la chambre de réaction à 55UOC. (dures du jour 20 ae- ccndea). trucida hocynni1ue brut produit dans le récipient pèse 10&,8 g. et, uprèn purification par distillation du brut total, on récupère un acide lIocyanilllola hbout.o'j,mt purifié iivte un ren- damarst de li',7).. Ce produit ne contient aue de m1n1iú" quantités d'acide cy..nhyd.r1'!uI, 0,02 en poids, La tuyère et romplbtacrrtt exempte de J;.üt,1ùr'A solides et il n'est pas nécessaire 4. la net- toyer* L'exemple suivant eat donné in titre de eo...#rI418on.
LI '\ - On répète 3,xexecr.la 1 avec 100 g. d'acide c)"'n.ur1qu, et on ne ch.utre pas la tuyère. Quelques secondes ..p1"' que l'acide i6ocyfni}ue a quitta la tuyère, les l:oLIt1ùroa solides comioncent à 1. condenser aur les parois intérieures de cella*'ci et là bouchent crLtartrt en peu de testas. Ceci nécessite un débouché et un
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nettoyage fréquenta de l'appareillage et il en résulte un faible
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rendement en produit. Le rendement en acide ilocyan1qui purifié est d' environ 50%.
Il va du resta de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre purement explicatif et nullement limitatif et que toute modification utile pourra y être apportée sana sor- tir de son cadre.