DE946892C

DE946892C - Verfahren zur fortlaufenden Herstellung von Isopropylnitrat

Info

Publication number: DE946892C
Application number: DEJ8890A
Authority: DE
Inventors: Roy Bentley; Mervyn Nisbet Thruston
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1953-07-10
Filing date: 1954-07-09
Publication date: 1956-08-09
Also published as: DE1086841B; CH329365A; NL90384C; CH329383A; BE530297A; BE529807A; GB749844A

Description

AUSGEGEBEN AM 9, AUGUST 1956

J 88po IVbj1i2 ο

(Großbritannien)

ist in Anspruch genommen

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Isopropylnitrat durch direktes Verestern von'Isopropylalkohol mit Salpetersäure. Es ist bekannt, daß man bei der Darstellung von Isopropylnitrat durch direktes Verestern mit Salpetersäure besondere Vorsichtsmaßnahmen ergreifen muß, um eine heftige Zersetzung der Reaktionsmischung von Isopropylalkohol und Salpetersäure zu verhindern, -die zur völligen Umwandlung der Reaktionsmischung in gasförmige Produkte führen kann.

In der britischen Patentschrift 696489 wird unter anderen ein. Verfahren zur fortlaufenden Herstellung von Isopropylnitrat durch kontinuierliches Abdestillieren einer Mischung flüchtiger Produkte aus einem aus Salpetersäure und Isopropylalkohol gebildeten Reaktionsgemisch beschrieben, in welches Salpetersäure und Isopropylalkohol getrennt eingeführt werden, und in welchem außerdem eine zur Zerstörung der salpetrigen Säure ausreichende Konzentration an Harnstoff aufrechterhalten wird. Dieses Verfahren ist dadurch ge-

kennzeichnet, daß man durch das siedende Reaktionsgemisch während der fortlaufenden Destillation einen Strom eines chemisch indifferenten Gases, wie beispielsweise Luft, Stickstoff, Kohlendioxyd oder Dampf hindurchleitet.

Das Durchleiten eines indifferenten Gasstromes durch die Reaktionsmischung'erschwert die Kondensation der Dämpfe und macht die Verwendung großer Kühlflächen erforderlich. Das Durchleifcen ίο eines Dampfstromes durch die Reaktiansmischung macht es erforderlich, daß die Zusammensetzung und die Temperatur der Reaktionsmischung sehr sorgfältig geregelt -werden und daß auch ein wünschenswerter Spielraum hinsichtlich der Zusammen-Setzung der Reaktionsmischung beschränkt wird.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein vereinfachtes und verbessertes Verfahren, zur fortlaufenden Herstellung von Isopropylnitrat durch direkte Veresterung mit Salpetersäure. Das Verfahren zur fortlaufenden- Herstellung von Isopropylnitrat durch kontinuierliches Abdestillieren einer Mischung leichtflüchtiger Produkte aus einer aus Salpetersäure und Isopropylalkohol gebildeten erhitzten Reaktionsmischung·, in welche Salpetersäure und Isopropylalkohol getrennt eingeführt werden, und in welcher eine zur Zerstörung der salpetrigen Säure ausreichende Konzentration an Harnstoff vorhanden ist, ist erfindunigsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Isopropylalkohol in Dampfform unterhalb der Oberfläche des flüssigen Reaktionsgemisches eingeführt wird.

Der Isopropylalkoholdampf kann gewünschtenfalls der Dampf der konstant siedenden Mischung von Isopropylalkohol und Wasser sein, er kann auch der Dampf eines Isopropylalkohols mit höherem oder niedrigerem Wassergehalt sein, als der azeotropen Mischung entspricht. Das Abdestillieren des Isopropylnitrats aus dem Reaktions-40. gemisch wird, vorteilhaft bei Atmosphärendruck ausgeführt und der Isopropylalkoholdampf kann gewünschtenfalls leicht überhitzt sein. Vorzugsweise soll der Isopropylalkoholdampf bei einem etwas über Atmosphärendruck liegenden Druck in das Reaktionsgeimisch eintreten,. Der Salpetersäuregehalt des Reaktionsgemisches beträgt, einschließlich der mit dem Harnstoff verbundenen Salpetersäure, vorzugsweise 35 bis 60 Gewichtsprozent. Die Harnstoffkonzentratioin in der Reaktionsmischung wird vorzugsweise von Anfang bis zu Ende auf nicht unter 3 Gewichtsprozent gehalten. Mindestens ein Teil des verwendeten Wassers wird vorzugsweistivon der Salpetersäure getrennt eingeführt, -wobei der Harnstoff im Wasser gelöst ist. Um jede Möglichkeit einer heftigen Zersetzung auszuschließen, wird vorteilhaft ein Teil der Reaktionsmischung vorzugsweise kontinuierlich abgezogen. Das Volumen der Reaktionsmischung wird vorzugsweise mit Hilfe eines Überlaufes konstant gehalten. Bei Atmosphärendruck soll die Reaktionsmischung sich auf einer Temperatur nicht unter 80,5° befinden, Temperaturen über ioo° werden jedoch vorgezogen.

Die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens kann aus einem mit den erforderlichen Flüssigkeits- und Dampfeinleitungsrohren, einem Überlauf und einem mit einer wassergekühlten Kühlschlange ausgestatteten dampfbeheizten Destiiliergefäß bestehen.

Das Verfahren kann für nahezu unbegrenzte 70-Zeitdauer, z. B. über mehrere Wochen, ohne Unterbrechung durchgeführt werden. Es wird angenommen, daß Verluste durch Bildung gasförmiger Produkte bei diesem Verfahren vermieden werden,, weil eine Anreicherung des Reaktionsgemisches an Isopropylalkohol unmöglich ist, da der Isopropylalkohol entweder sofort zu Isopropylnitrat umgewandelt wird, welches abdestilliert oder in Dampfform mit dem Destillat übergeht.

Das. Destillat trennt sich in zwei Schichten, von 8Ό> denen entweder die- obere oder die untere die an Isopropylnitrat reiche Schicht sein kann, je nach der Stärke der verwendeten Salpetersäure und der Destillationstemperatur. Vorzugsweise wählt man die Bedingungen so, daß die an Isopropylnitrat 85, reiche Schicht bei Raumtemperatur die dichtere Phase darsteift.

Das folgende Ausführungsbeispiel, in welchem Teile und Prozentgehalte sich auf das Gewicht beziehen, dient zur Veranschaulichttng der Erfindung 9°- unter Bezugnafene auf die beigefügte Zeichnung.

Beispiel

In eine Mischung von 40¹¹IaIgSr Salpetersäure, die ίο⁰/» ihres. Gewichtes, an Harnstoff enthält und in einem mit einer Heizschlange 2 mit Dampfeinlaß 3 und Dampfausiaß 4 versehenen Destilliergefäß ι auf io6° erhitzt wird, wird'in getrennten Strömen 7o^ff/oige Salpetersäure aus dem Vorratsbehälter 5 durch den Strömungsmesser 6, eine iod» 42°/oige Lösung von Harnstoff in Wasser aus dem Vorratsbehälter 7 durch den Strömungsmesser 8 und der Dampf von siedendem 87°ioigem wasserhaltigem Isopropylalkohol aus dem Vorratsbehälter 9 durch den Strömungsmesser 10 im Verhältnis 120 : 19 : 69 eingeführt. Der Vorratsbehälter 9 besitzt eine Dampfschlange ir mit einem Dampfeinlaß 12 und einem Dampfausiaß 13.

Der Isopropylalkoholdampf wird unterhalb der Oberfläche der erhitzten. Mischung der übrigen Re- m> aktionstetlnehmer in das beheizte Destillationsgefäß ι eingeführt. Aus der Reaktionsmischung in dem Destillationsgefäß 1, welche auf io6° gehalten wird, destilliert in lebhaftem Strom das Gemisch bei einer Übergangstemperatur von 102 ° ab und 115. wird durch einen Wasserkühler. 14 kondensiert. Das Produkt wird in dem kontinuierlich arbeitenden Abscheider 15 gesammelt. Bei Raumtemperatur trennt sich das Kondensat fortlaufend in eine an Isopropylnitrat reiche, dichtere Schicht und eine leichtere Schicht, aus der eine konstant siedende Mischung von Isopropylalkohol und Wasser durch Destillation gewonnen werden kann. Die dichtere Schicht wird mi* dem Doppelten ihres Volumens an Wasser gewaschen, und das Isopropylnitrat abgetrennt. Die Ausbeute beträgt 76% der Theorie.

Das Flüssigkeitsniveau in dem Destilliergefäß ι wird durch das Überlaufrohr 16 mit Belüftungsrohr 17 und Ablauf rohr 18 konstant gehalten; die Abfallsäure läuft durch das Rohr 18 ab.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur fortlaufenden Herstellung von Isopropylnitrat durch kontinuierliches Abdestillieren einer Mischung leicht flüchtiger Produkte aus einem aus Salpetersäure und Isopropylalkohol gebildeten flüssigen, erhitzten Reaktionsgemisch, in welches Salpetersäure und Isopropylalkohol getrennt eingeführt werden, und in welchem eine zur Zerstörung der salpetrigen Säure ausreichende Konzentration an Harnstoff aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Isopropylalkohol in Dampfform unterhalb der Oberfläche des flüssigen Reaktionsgemisches eingeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isopropylalkohol als konstant siedende Mischung von Isopropylalkohol und Wasser angewandt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Isopropylalkohol einen höheren Wassergehalt besitzt, als der azeotropen Mischung entspricht.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 03, dadurch gekennzeichnet, daß der Isopropylalkoholdampf leicht überhitzt ist.
• 5.- Verfahren nach Anspruch l bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Reaktionsmischung an Salpetersäure, einschließlich der mit dem Harnstoff verbundenen Salpetersäure, 35 bis 60 Gewichtsprozent beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Harnstoffkonzentration in dem Reaktionsgemisch von Anfang bis ZU^ Ende auf nicht unter 3 Gewichtsprozent gehalten wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein ausreichtender Teil des Reaktionsgemisches kontinuierlich abgezogen wird, um jede Möglichkeit einer heftigen Zersetzung auszuschließen. '

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 509 657/37 1.56 (609 575 8.56)