CH641130A5 - Verfahren zur herstellung von chlorcyan. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Chlorcyan aus Blausäure und Chlor in einem nichtwässrigen Reaktionsmedium.

Chlorcyan ist das Ausgangsprodukt für die Herstellung von Cyanurchlorid, das für die Herstellung von Herbiziden, optischen Aufhellern, Farbstoffen usw. in grossem Umfang verwendet wird. Nach bekannten Verfahren wird Chlorcyan üblicherweise durch Einleiten von Blausäure und Chlor in wässrige, verdünnte Salzsäurelösungen entsprechend der Reaktionsgleichung h2o

HCN + Cl2 — » CNC1 + HCl hergestellt [Ullmann, Bd. 9, Seite 652 (1975)]. Im stark sauren wässrigen Milieu tritt in Abhängigkeit von der Salzsäurekonzentration Hydrolyse des Chlorcyans auf. Aus dem bei der Hydrolyse gebildeten Ammonchlorid kann unter Umständen durch Reaktion mit dem Reaktanden Chlor Stickstofftrichlorid entstehen. Um die Wirtschaftlichkeit des Prozesses nicht durch einen zu hohen Hydrolysegrad zu verschlechtern und auch um die Stickstofftrichlorbildung, von der erhebliche Gefahr für die Anlage und das Personal ausgeht, weitgehend zu unterdrücken, wird die Salzsäurekonzentration des Reaktionsmediums im allgemeinen auf 8 bis 16 Gew.-%, vorzugsweise bei 10 Gew.-%, gehalten. Diese Verfahrensweise führt zu einem erheblichen Anfall von stark verdünnter wässriger Salzsäure, für die der im Einsatzstoff Chlor beinhaltete Gegenwert nicht mehr erzielt werden kann.

Ein weiteres Problem bei dieser Verfahrensweise besteht in der Weiterverwendung bzw. Beseitigung der erheblichen Mengen dieser verdünnten Salzsäure.

Man hat daher versucht, Verfahren zu entwickeln, bei denen der Zwangsanfall von Chlorwasserstoff so gesteuert wird, dass er gegenüber Chlor keine oder allenfalls nur eine geringfügige Wertminderung darstellt. Dies hat zu dem in der DE-AS 1 801 311 offenbarten Verfahren geführt, bei dem Cyanwasserstoff und Chlor in einer nichtwässrigen, polaren, den Reaktanden und Reaktionsprodukten gegenüber inerten organischen Flüssigkeit zur Reaktion gebracht werden. Dieses Verfahren führt jedoch nur zu verhältnismässig geringen Ausbeuten (54 bis 85%) und erweist sich damit bei den hohen Einstandskosten für die Rohstoffe als unwirtschaftlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zu schaffen, welches hohe Ausbeuten liefert, wenig Nebenprodukte ergibt und Chlorwasserstoff in leicht verwertbarer Form anfallen lässt.

Die Lösung dieser Aufgabe gelang überraschenderweise dadurch, dass nichtwässrige und/oder wasserentziehende anorganische Lösungsmittel, die ihrerseits mit keinem der Reaktionspartner Blausäure und Chlor reagieren, als Reaktionsmedium für die Reaktanden verwendet werden.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von Chlorcyan aus Blausäure und Chlor unter Bildung von Chlorwasserstoff ist daher dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung in einem inerten, nichtwässrigen und/ oder wasserentziehenden anorganischen Lösungsmittel oder einem Gemisch davon bei einer Temperatur zwischen 0°C und dem Siedepunkt des Lösungsmittels und einem Druck von 1 bis 6 bar durchführt.

Die Erfindung führt zu einer praktisch vollständigen Umsetzung und liefert quantitative Ausbeute an Chlorcyan.

Als Lösungsmittel kommen, wie bereits erwähnt, sowohl nichtwässrige anorganische Lösungsmittel als auch wasserentziehende anorganische Lösungsmittel, die gegenüber den Raktionspartnern inert sind, in Betracht. Besonders bevorzugt werden Phosphoroxychlorid, Sulfurylchlorid und Siliciumtetrachlorid. Es lassen sich jedoch auch die anderen anorganischen Lösungsmittel verwenden, falls sie inert sind, die Reaktionskomponenten zu lösen vermögen und in einem Temperaturbereich flüssig sind, in dem die Umsetzung von Chlor und Blausäure mit ähnlicher Geschwindigkeit abläuft. Auch Gemische^ insbesondere solche der genannten bevorzugten Lösungsmittel, lassen sich für das erfindungsgemässe Verfahren verwenden. Beispielsweise ergeben Mischungen von 50 bis 80 Vol.-% Phosphoroxychlorid und 50 bis 20 VoI.-% Siliciumtetrachlorid ebenfalls einen quantitativen Umsatz.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann bei Normaldruck durchgeführt werden, eine Umsetzung unter Überdruck wird jedoch aus technischen Gründen bevorzugt. Das gebildete Chlorcyan wird nämlich in vielen Fällen in einem geschlossenen System unmittelbar weiterverarbeitet. Hierfür ist ein Überdruck im allgemeinen bevorzugt. Die Reaktion selbst verläuft jedoch unter Normaldruck ebenso vorteilhaft wie unter Überdruck.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden, letzteres wird bevorzugt. Zweckmässig wird im Reaktor das Lösungsmittel vorgelegt und Chlor und Blausäure werden beispielsweise in im wesentlichen äquivalenten Mengen in die Reaktionslösung entweder chargenweise oder kontinuierlich eingebracht. Vorzugsweise wird das Chlor gasförmig eingeleitet, die Blausäure hingegen wird bevorzugt mit entsprechender Geschwindigkeit in flüssiger Form zudosiert. Durch externe Temperierung kann die gewünschte Reaktionstemperatur zwischen 0°C und dem Siedepunkt des angewendeten Lösungsmittels, vorzugsweise zwischen 30 und 50 °C, eingestellt werden.

Ebenso wird vorzugsweise die Reaktion bei einem Druck von 1 bis 2 bar ausgeführt.

Um die gewünschte Reinheit des Chlorcyans zu erhalten, wird das aus dem Reaktor abziehende Gemisch aus Chlorcyan und Chlorwasserstoff zweckmässig mit einem der als Reaktionsmittel in Betracht kommenden Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemische gewaschen und dann nichtumgesetz-te Blausäure und Chlor in den Reaktorsumpf zurückgeführt. Bevorzugt erfolgt die Wäsche mit dem gleichen Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch, welches auch als Reaktions2

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medium verwendet wird. Das bei dieser Gaswäsche austretende gasförmige Gemisch von Chlorwasserstoff und Chlorcyan kann dann auf übliche Weise getrennt werden.

Wie bereits erwähnt, führt das erfindungsgemässe Verfahren zu quantitativen Umsätzen. Ein besonderer Vorteil besteht noch darin, dass bei Einsatz der Reaktanden in äqui-molaren Mengen wasserfreier Chlorwasserstoff anfällt, der entweder direkt für Hydrochlorierungsprozesse, zur Chlorrückgewinnung oder zur Herstellung konzentrierter Salzsäure verwendet werden kann.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

In einem Mehrhalsrundkolben mit aufgesetzter Waschkolonne wurden 200 ml Phosphoroxychlorid vorgelegt. In das Lösungsmittel wurden 27 g/h Blausäure und 71 g/h Chlor in jeweils äquivalenten Mengen dosiert. Die Temperatur im Reaktor wurde auf 40 °C eingestellt. Auf die oberhalb des Kolbens befindliche Waschkolonne wurden etwa 50 ml/h Phosphoroxychlorid aufgegeben. Die gasanalytische Untersuchung des Reaktionsgases ergab, dass es bei exakter Dosierung der Reaktanden nur aus Chlorwasserstoff und Chlorcyan besteht. Die quantitative Auswertung lieferte ein Reak-

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tionsgas aus 63 Gew.-% Chlorcyan und 37 Gew.-% Chlorwasserstoff. Der Umsatz zu Chlorcyan wurde zu 100% bestimmt.

Beispiel 2

5 In der in Beispiel 1 beschriebenen Versuchsapparatur wurden unter den dort angegebenen Reaktionsbedingungen als Lösungsmittel 300 ml Sulfurylchlorid anstelle des Phosphor-oxychlorids eingesetzt. Die Reaktanden Chlor und Blausäure wurden mit 107 bzw. 41 g/h zudosiert. Auch bei diesem Lö-10 sungsmittel wurde bei exakter Dosierung ein quantitativer Umsatz der Reaktanden festgestellt.

Beispiel 3

i5 In der in Beispiel 1 beschriebenen Versuchsapparatur wurden 200 ml eines Gemisches von 70% Phosphoroxychlorid und 30% Siliciumtetrachlorid vorgelegt. In dieses Lösungsmittelgemisch wurden 142 g/h Chlor und 54 g/h Blausäure eingeleitet. Die Temperatur im Reaktor wurde auf 40 °C ein-20 gestellt. Durch Androsseln des abziehenden Gasgemisches wurde im Reaktor ein Druck von 2 bar eingehalten. Bei exakter Dosierung der Reaktanden wurde quantitativer Umsatz zu Chlorcyan erhalten.

Claims (4)

641130 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung von Chlorcyan aus Blausäure und Chlor unter Bildung von Chlorwasserstoff, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion in inertem, nichtwässrigem und/oder wasserentziehendem, anorganischem Lösungsmittel oder -gemisch bei einer Temperatur zwischen 0 °C und dem Siedepunkt des Lösungsmittels sowie einem Druck von 1 bis 6 bar durchführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion im Temperaturbereich zwischen 30 und 50 °C durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion bei einem Druck von 1 bis 2 bar durchführt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man das aus dem Reaktor abziehende Gasgemisch mit dem gleichen Lösungsmittel oder -gemisch, welches als Reaktionsmedium verwendet wird, wäscht und ausgewaschene Blausäure und Chlor recyclisiert.