NL7905140A - Werkwijze voor het winnen van cyanuurchloride (iii). - Google Patents

Description

t ^ vo τδ9ο

Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt vormals Eoessler Frankfort a/d Main Bondsrepubliek Duitsland werkwijze voor het winnen van cyanuurchloride(lll).

Cyanuur chloride, dat door trimerisatie van chloor cyaan met behulp van katalysatoren, vooral ·. actieve koolstof, wordt gewonnen, is, zoals bekend, een zeer interessant tussenprodukt voor verschillende industriële sectoren, zoals de bereiding van kleurstoffen 5 en produkten voor de textielindustrie, alsmede voor farmaceutica, produkten voor de landbouw, maar ook produkten voor de kunststof-, rubber- en springstofindustrie.

Cyanuurchloride wordt, zoals bekend, na de trimerisatie gasvonsig verkregen, tezamen met niet-angezet chloorcyaan en chloor, 10 alsmede nevenprodukten.

Het was reeds lange tijd gebruikelijk, dit reactiegasmengsel direct in vaste cyanuurchloride cm te zetten, b.v. door het inleiden van het gasmengsel in van buiten gekoelde ruimten (zie Ullmann,

Enzyklopadie der technischen Chemie, 3e druk, 195^-j band 5» biz. 62k-15 625 en Ue druk 1975, band 9, blz. 652), of door het invoeren in een met water gekoelde kogeimclen volgens de werkwijze van het Amerikaanse octrooischrift 3.256.070.

Vast cyanuurchloride wordt in het algemeen poedervormig verkregen en wordt tot dusver gewoonlijk in deze vorm verder ver-20 werkt.

Een nadeel van het vaste cyanuurchloride is echter de dikwijls niet eenvoudige hanteerbaarheid.

Bij het afvullen en opslaan, alsmede bij de verdere verwerking zijn veiligheidsmaatregelen noodzakeÜjk.

25 Bovendien is de afscheiding in vaste vorm ook met bepaalde technische moeilijkheden verbonden, cmdat cyanuurchloride gedeeltelijk in de vorm van grove kristallen aan de wanden en in bouwsels van de afscheidingsvaten en afvoeraggregaten afzetten.

Deze grove kristallen moeten mechanisch worden afgeslagen .790 5 1 40

Tfi t . 2 en leiden dan tot een duidelijke kwaliteitsverslechtering van het eindprodukt.

Om de afscheiding van grove kristallen te vermijden -werden inerte koelvloeistoffen hij de afscheiding van het vaste cyanuurchloride 5 via sproeimondstukken versproeid (zie het Duitse octrooi schrift 1.266.308).

Daarbij traden echter korstvormingen op hij de sproeimondstukken en daardoor verstoppingen.

Om reden van de arbeidshygiëne en de milieubescherming, alsmede 10 met het opkomen van steeds meer geautomatiseerde werkwijzen was het noodzakelijk om cyanuurchloride in een beter te hanteren en te verwerken vorm te winnen.

Daarvoor bood zich cyanuurchloride in vloeibare of opgeloste vorm aan. Het beschikbaar zijn van cyanuurchloride in opgeloste vorm 15 vereist echter tamelijk grote kosten voor het beschikbaarstellen en terugwinnen van het oplosmiddel. Bovendien traden afvoergas-problemen op, die de werkwijzen extra gecompliceerd maakten (zie het Amerikaanse octrooischrift 3.539*565)*

Ook moet het toegepaste oplosmiddel in elk geval werden gericht 20 op de latere verwerkingsdoeleinden, en is de oplosbaarheid van het cyanuurchloride in de afzonderlijke oplosmiddelen sterk verschillend.

Voorts zijn er werkwijzen bekend, die gasvormig cyanuurchloride met behulp van een hulpvloeistof vloeibaar maken. Deze hulpvloeistof, zoals fosforoxychloride, dient om het uittreden van het cyamuur-25 chloride uit de fractioneerkolam te verhinderen.

De toepassing van een zodanige hulpvloeistof vereist echter kostbare apparatuur voor de opwerking en recirculering van de toegepaste hulpvloeistof, alsmede voor het zuiveren van het afvoer gas.

Bovendien is gebleken, dat soms doorbraken van de hulpvloeistof 30 in de vloeibare cyanuurchloridefase tot aanzienlijke kwaliteitsver minderingen leiden.

Desondanks zal het op grond van het toenemende belang van het vloeibare cyanuurchloride en het hoge marktaandeel van poedervormig cyanuurchloride gewenst zijn, wanneer er een werkwijze beschikbaar 35 zou zijn, volgens welke beide fasen in dezelfde inrichting en op een 790 5 1 40 - ' 3 * * eenvoudige •wijze zouden kunnen worden gewonnen.

Doei van de uitvinding is aldus het verschaffen van een werkwijze voor het bereiden van cyanuurchloride, waarbij cyanuurchloride vergaand naar keuze in vloeibare of vaste vorm kan worden gewonnen.

5 Sr werd nu gevonden, dat het cyanuurchloride continu uit-het— na de trimerisatie van chloorcyaan verkregen reactiemengsel in vaste cf vloeibare vorm kar, worden gewonnen, wanneer men het reactiegas-mengsei in een inrichting combinatie, in hoofdzaak bestaande uit een afdrijfkolom en een daaraan nageschakelde condensator, bij voorkeur 10 een kopeoadensator, bij voorkeur boven de afdrijfkolom inleidt, en de bodemvloeistof van de afdrijfkolom op kooktemperatuur van het" C-gag'j cyanuurchloride houdt, waaüsdj men het in het reactiemengsel aanwezige cyanuurchloride bij de afvoeropening van de condensator in het gebied van 1^6-190°C afkoelt*, en voor het winnen van het cyanuurchloride 15 in vloeibare vorm het vloeibare cyanuurchloride bij het onderuiteinde van de afdrijfkolom als zodanig afvoert en/of direct of eventueel na een tussenopslag aan een sproeitoren toevoert en daarin versproeit, waarna men het vaste, fijnverdeelde cyanuurchloride bij de bodem van de sproeitoren wint.

20 Door het instellen van de temperatuur bij detafvoeropening van de condensator kan de hoeveelheid van de vloeibaar af te scheiden t.o.v. de hoeveelheid cyanuurchloride, die via de kop met het rest-gas wordt verkregen, worden ingesteld.

Des te lager deze temperatuur ligt, des te geringere hoeveel-25 heden aan cyanuurchloride worden met het restgas verwijderd.

Dit restgas kan worden vernietigd of op een op zichzelf bekende wijze worden cpgewerkt, b.v. door desublimatie.

Zoals bekend hangen de hoeveelheden aan niet-getrimeriseerd chloorcyaan, alsmede aan chloor en inerte gassen in het restgas af 30 van de aard van de katalysator en daarmee van de omstandigheden, die in het trimerisatiegedeelte voor chloorcyaan heersen.

Als afdrijfkolom dienen gebruikelijke destilatiekolommen.

Als condensatoren worden bekende warmteuitwisselaars, bij voorkeur warmteuitwisselaars met buisbundels, toegepast. Deze conden-35 satoren kunnen aan de aandrijfkolom hetzij zijn nageschakeld, hetzij 790 5 1 40 r s - k zoals vermeld, "bij voorkeur als kopcondensatoren zijn aangebracht.

De warmteafvoer geschiedt bij voorkeur door bekende warmteoverdracht sme dia.

Weliswaar is het mogelijk, het reactiegasmengsel direct in de 5 afdrijfkölam toe te voeren, maar het is energetisch gunstig gebleken, het reactiegas boven de afdrijfkolom in de inrichtingcambinatie te leiden. Bijzonder gunstig is de inbouw van een tussenelement in de inrichtingcambinatie, en wel tussen de gastoevoer boven de afdrijf-kolcm en de condensator. In dit tussenelement ondergaat het te conden-10 seren reactiegasmengsel een tussenkoeling, voordat het in de conden sator komt.

Als sproeitoren en afscheidingskamer kunnen gebruikelijke inrichtingen met lucht- of vloeistofkoeling worden gebruikt.

Als sproeiorgaan van de sproeitoren dienen alle daarvoor ge-15 schikte apparaten, zoals sproeischotels, een- en tweestofsproeiers van verschillende bouwtypen, waaraan verschillende verstuivings- 9 principes ten grondslag kunnen liggen.

Bet technische voordeel van de onderhavige werkwijze ligt op de eerste plaats, zoals reeds vermeld, in de flexibiliteit van de 20 werkwijze, waarmee vloeibare en vaste hoeveelheden aan cyarruur- chloride uit het reactiegasmengsel in aansluiting op de trimerisatie van chloor cyaan kunnen worden gewonnen.

Op de tweede plaats vereist de technisch gemakkelijk uitvoerbare werkwijze slechts weinige werkwijzetrappen, cmdat de werkwijzer.zonder 25 extra chemische hulpstoffen kan worden uitgevoerd..

Bovendien munten de eindprodukten uit door een grote mate van zuiverheid, en wat het vaste produkt betreft, door een bijzonder fijnkorreligheid en zelfs een~verbeterdestrooibaarheid.

Het vloeibare cyanuurchloride wordt bovendien bij voorkeur vrij ; 30 van chloor en chloorcyaan gewonnen, h.v. door het uitdrijven van de ‘ opgeloste gassen uit. het vloeibare cyanuurchloride.

Voorts werkt de werkwijze milieuvriendelijk, cmdat de in de restgassen aanwezige schadelijke componenten, zoals chloor en chloor- · cyaan, door gebruikelijke wasprocédê1 s kunnen worden verwijderd en 35 eventueel weer in de chloorcyaanbereiding kunnen worden teruggevoerd.

790 5 1 40 -ϊ ΛΪ 5

De werkwijze volgens de uitvinding wordt aan de hand van de tekening en het voorbeeld nader toegelieht.

Ih de tekening wordt door de bui slei ding 1 het oververhitte reac-tiegasmengsel, dat uit cyanuurchloridedamp en het restgas van chloor, 5 chlocrcyaan en inerte gassen, is samengesteld, en dat de hier niet getekende trimerisatiereaetor verlaat, in de inrichtingcambinatie 2 geleid.

De inri chtingccmbinatie bestaat uit de afdrijfkolcm 2 b en de kopcondensator 2 c. Eventueel kan door tussenschuiving van het 10 tussenelement 2 a de afkoeling van het dampaengsel op verzadigde damptemperatuur plaatsvinden, waarbij een gedeelte van het uit de condensator stromende cyanuurchloridecondensaat opnieuw verdampt.

Zonder tussenelement 2 a wordt het dampmengsel direct onderaan de condensator 2 c toegevoerd en daar afgekoeld.

15 Een gedeelte van het in de inriehtingcanbinatie 2 komende cyanuurchloridedampgasmengsel wordt in de condensator 2 c vloeibaar gemaakt, de rest wordt tezamen met de niet condenserende gassen uit het systeem afgevoerd en eventueel in een afs cheidingskamer (niet getekend) van cyanuurchloride bevrijd.

20 De verhouding van gecondenseerd tot gasvormig blijvend cyanuur- chloride wordt met behulp van de temperatuurmeet- en regelplaats 3 bij de afvoeropening van de condensator 2 c ingesteld.

Ih het af drijf gedeelte van de afdrijfkolcm 2 b worden de in het vloeibaar gemaakte cyanuurchloride opgeloste restgassen, vooral 25 chloor en chloorcyaan, verwijderd.

Daartoe is een bodemvloeist of temperatuur noodzakelijk, die groter of gelijk is aan de kooktemperatuur van het vloeibare cyanuur-chloride bij de overeenkomstige kolamdruk en die met behulp van de verdamper 9 in stand wordt gehouden.

30 De zo verkregen, van restgassen gezuiverde cyanuurchloridesmelt wordt door de leiding 10 naar de voorraadhouder 11 toegevoerd, waaruit hij via leiding 11 a weer kan worden afgevoerd.

Wanneer de cyanuurchloridesmelt in vaste vorm moet worden gewonnen, dan kan men hem zowel direct via leiding 12 als uit de voor-35 raadhouder 11 via leiding 15 door middel van de pomp 13 naar de 790 5 1 40 6 * Ρ sproeit or en toevoeren en daar versproeien en hem via leiding lU a als versproeid vast produkt afvoeren.

Alle inrichtingsdelen en leidingen, die cyanuurchlori desme lt en bevatten of transporteren, moeten op temperaturen hoven het smelt-5 punt van cyanuurchloride -worden verhit.

Voorbeeld Ti

Een mengsel van 981 kg cyanuurchloridedamp en 70 kg restgas (ÏÏ2, CI2, C1CN, COg) werd naar de afdrijfkolam 2 b .per uur toegevoerd. De druk van het mengsel bedroeg 79U mm Hg en de temperatuur 10 225°C.

Ha de afkoeling op de verzadigde damptemperatuur van 191°C in het tussenelement 2 a werd het mengsel in de condensator 2 c op 150°C afgekoeld. Voor de afscheiding van de opgeloste restgassen in het vloeibaar gemaakte cyanuur chloride werd aan de in de kolom 15 naar beneden stromende vloeistofstroom een cyanuurchloridedamp- stroom van 196 kg/uur vanuit de bodemvloeistof in tegenstroom gevoerd.

Bij de bodem van de kolom verkreeg men 891 kg/uur nagenoeg t zuivere cyanuur chloride smelt. Deze smelt werd in een sproeit or en 20 met een twee stof sproeier versproeid, waarbij de volgende korrel-verdeling werd verkregen: < 50 ;am 93,7 gew..$ .

50 ^ 71;um ^,1 gew.% 72 ^100/m 2,0 gew.$ 25 V 10.0 ^xm 0,2 gew.#.. '

Het met cyanuurchloride verzadigde restgas van 150°C verliet de kopcondensator 2 c via leiding k.

; 790 5 1 40

Claims (2)

1, Werkwijze voor het winnen van cyanuurchloride in vaste of vloeibare vorm uit het reactiemengsel, dat na de trimerisatie van chloorcyaan wordt verkregen, met het kenmerk, dat men het reactie-gasmengsel in een inrichtingcombinatie, in hoofdzaak bestaande uit 5 een afdrijfkolom en een daaraan nageschakelde condensator, bij voorkeur een kopcondensator, bij voorkeur boven de afdrijfkolom inleidt, en de bodemvloeistof van de afdrijfkclcm. op de kooktempera-tuur van het cyanuurchloride houdt, waarbij men het in het reactie-gasmengsel aanwezige cyanuurchloride bij de afvoeropening van de 10 condensator in het gebied van lh6-190°C afkoelt en voor het winnen van het cyanuurchloride in vloeibare vorm het vloeibare cyanuurchloride aan de onderzijde van de afdrijfkolom als zodanig afvoert en/of direct of eventueel na een tussenopslag aan een sproeitoren toevoert en daarin versproeit, waarna men het vaste, fijnkorrelige 15 cyanuurchloride bij de bodem van de sproeitoren wint.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men het in vloeibare vorm verkregen cyanuurchloride in aansluiting aan de condensatie in de afdrijfkolom van opgelost chloor en chloorcyaan vrijmaakt. 790 5 1 40