CN106835187A - 一种三聚氯氰的生产方法 - Google Patents

一种三聚氯氰的生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106835187A
CN106835187A CN201611031549.2A CN201611031549A CN106835187A CN 106835187 A CN106835187 A CN 106835187A CN 201611031549 A CN201611031549 A CN 201611031549A CN 106835187 A CN106835187 A CN 106835187A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cyanuric chloride
production method
electrolytic cell
passed
gases
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611031549.2A
Other languages
English (en)
Inventor
王飞
郑道敏
肖雷
陈薛强
丁永良
乐金波
万霞
金海琴
罗玉成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Unisplendour Chemical Co Ltd
Original Assignee
Chongqing Unisplendour Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Unisplendour Chemical Co Ltd filed Critical Chongqing Unisplendour Chemical Co Ltd
Priority to CN201611031549.2A priority Critical patent/CN106835187A/zh
Publication of CN106835187A publication Critical patent/CN106835187A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B3/00—Electrolytic production of organic compounds
    • C25B3/20—Processes
    • C25B3/29—Coupling reactions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

本发明属于化工领域，涉及有机物氯化领域，具体涉及一种三聚氯氰的生产方法。具体为：将HCl气体、HCN气体和O2加入电解槽中，电解产生的氯氰混合物经分离器Ⅰ分离后得到的气体通入聚合反应器中反应，得到三聚氯氰粗品。本发明三聚氯氰的生产方法采用HCl、HCN、O2生产氯氰进而生产三聚氯氰，避免了废酸及含盐废水的产生，省去了复杂的分离步骤，无需高纯度氢氰酸，且无需氯气仅需HCl，电解时无氢气的生成，降低了安全隐患，生成三聚氯氰的电耗可降低到2500‑2800kWh/t，大幅降低了生产成本。

Description

一种三聚氯氰的生产方法
技术领域
本发明属于化工领域，涉及有机物氯化领域，具体涉及一种三聚氯氰的生产方法。
背景技术
三聚氯氰，化学名2，4，6-三氯-1，3，5-三嗪，分子式C3N3Cl3。作为一种重要的化学中间体已被广泛应用于化工领域，是许多农药、除草剂、活性染料和荧光增白剂的重要原料。同时，也可用于生产氮肥增效剂、表面活性剂、增塑剂、稳定剂、橡胶硫化促进剂、聚合物发泡剂、树脂固定剂、聚合催化剂、防火剂、照相感光剂、粘合剂、氰醛树脂、反向渗透膜、稳定性火药和多种药物。
工业上常用氰化钠法生产三聚氯氰。氰化钠水溶液同氯气按比例混合进入氯氰反应器，在95-100℃下生成氯氰单体。经第一冷却器和第一分离器冷却脱水，再经第二冷却器和第二分离器冷却脱水后进人干燥器，进一步脱水干燥，然后将干燥氯氰送入聚合反应器。在380℃，催化剂存在下，生成气态三聚氯氰，在0-5℃的冷气(冷载体为-20℃的冷冻盐水)下冷却结晶，生成粉末状固体三聚氯氰。该方法产生大量含盐废水，环保压力大，生产成本高。
为避免含盐废水的产生，改进的方法是氢氰酸法，以德固赛工艺为代表。将经过充分干燥的氰化氢和氯气按比例混合预热进入聚合器，采用活性炭(或硅胶、沸石)为载体的氯化铜或亚铁氯化铜为催化剂，控制反应温度380℃的气相条件下进行聚合反应，聚合后的产物经过干燥、冷风冷却结晶得到产品。这种方法省却了氯氰精制工序，从而简化了设备，缩短了反应周期，同时副产HCl(或盐酸)。但该法也存在一些缺点，如生产温度高、存在一定危险、产品质量有待提高等，且对氢氰酸和氯气的含水量均有要求，导致原料成本较高。另外，副产的HCl(或盐酸)由于含有剧毒成分，必须净化处理才能使用，又增加了成本。
专利US3947419A提到了一种电解方法制备氯氰继而生产三聚氯氰，其采用NaCl或HCl等含Cl-物质和HCN电解生成ClCN，同时副产NaOH和H2。该方法由于副产氢气而带来较大的安全风险，另外副产的NaOH也含有剧毒成分，必须额外净化才能使用。此外，该方法生产三聚氯氰的吨产品电耗高达3700kWh，成本较高。
基于上述原因和现有技术，仍然需要进一步对三聚氯氰的制备方法进行改进。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种三聚氯氰的生产方法，无需氯气只需HCl，无需高纯度的氢氰酸，避免了含盐废水的产生，且不副产氢气，大幅降低了生产成本并减少了安全风险。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种三聚氯氰的生产方法，包括如下进行的步骤：将HCl气体、HCN气体和O2加入电解槽1中，电解产生的氯氰混合物经分离器Ⅰ2分离后得到的气体通入聚合反应器3中反应，得到三聚氯氰粗品。
电解槽中涉及的反应：
阳极：CN-+Cl--2e→ClCN
阴极：2H++1/2O2+2e→H2O
总反应式：HCN+HCl+1/2O2→ClCN+H2O
进一步，所述的生产方法，所述电解槽1设置有阳极室11、阳离子交换膜12、阴极室13以及进出料控制装置14，所述阳离子交换膜12将阳极室11和阴极室13隔开，所述进出料控制装置14用以控制物料的进出；所述HCl气体和HCN气体通入电解槽1的阳极室11，所述O2通入电解槽1的阴极室13。HCl气体和HCN气体进入电解槽的阳极室进行电解，电解后产生的气液混合物即氯氰混合物经分离，所得气体进入聚合反应器中生成三聚氯氰粗品；电解槽的阴极室通入氧气在气体扩散阴极上电解生成水。
本发明的一个具体实施例中，电解槽1设置有阳极室11、阳离子交换膜12、阴极室13以及进出料控制装置14，阳极为形稳阳极，基材为铂或钛，涂层为铂、钛、铱、钽、钌的氧化物或混合氧化物。阳离子交换膜可为全氟磺酸树脂膜或者加入聚四氟乙烯改性的全氟磺酸树脂膜。阴极为气体扩散阴极，由导电层、气体扩散层和催化剂层组成，导电层为网孔式的铂、钛、镍或其合金。气体扩散层为含有微孔结构的复合物如乙炔黑/聚四氟乙烯组成。催化剂层为负载硫化钼、硫化铑、硫化锆的活性炭。气体扩散层和催化剂层可逐层涂覆在导电层上，然后烧结或干燥而成。
进一步，所述的生产方法，在电解槽1前设置混合器4，将HCl气体和HCN气体通入混合器4中混合后再加入电解槽1中。
进一步，所述的生产方法，电解产生的氯氰混合物经分离器Ⅰ2分离，得到的液体返回混合器4中重复利用。即在下一轮，将HCl、HCN气体加入混合器中与返回的阳极液混合，进入电解槽的阳极室进行电解。
进一步，所述的生产方法，在聚合反应器3前设置净化器5，电解产生的氯氰混合物经分离器Ⅰ2分离，得到的气体通入净化器5中净化后再通入聚合反应器3中进行反应。电解产生的氯氰混合物经分离器Ⅰ2分离后所得到的气体中，除了含有氯氰外，气体中还含有少量HCl、HCN、H2O、Cl2等，可通过净化器5除去。
优选的，净化器5除掉氯氰外的其他气体，将其含量降低至0.1％以下。
优选的，净化器5为固定床吸附，采用常压变温吸附脱附技术，吸附剂为分子筛。
进一步，所述的生产方法，在聚合反应器3后设置分离器Ⅱ6，得到的三聚氯氰粗品经分离器Ⅱ6分离后获得三聚氯氰产品。
进一步，所述的生产方法，得到的三聚氯氰粗品经分离器Ⅱ6分离，得到的气体返回至聚合反应器3中重复利用。
本发明所述的三聚氯氰的生产方法，其中所述的分离器分离器Ⅰ、分离器Ⅱ为气液分离器或气固分离器。
进一步，所述的生产方法，电解槽1电解温度为20-80℃。
进一步，所述的生产方法，电解槽1槽电压为2.0-3.0V，电流密度为1500-6000A/m2。
进一步，所述的生产方法，HCl气体与HCN气体的摩尔比为1：0.95-1.05。
本发明的方法连续进行生产时，其优选的方案为：将HCl、HCN气体加入混合器4中与返回的阳极液混合，进入电解槽1的阳极室进行电解，电解后产生的气液混合物即氯氰混合物经分离器Ⅰ2分离，液体返回混合器4中，得到的气体经净化器5净化后通入聚合反应器3中反应，得到三聚氯氰粗品，三聚氯氰粗品经分离器Ⅱ6分离获得三聚氯氰产品，分离得到的气体返回聚合反应器3中重复利用；电解槽的阴极室通入氧气在气体扩散阴极上电解生成水；用阳离子交换膜将阳极室和阴极室隔开。
本发明的有益效果：
本发明三聚氯氰的生产方法采用HCl、HCN、O2生产氯氰进而生产三聚氯氰，避免了废酸及含盐废水的产生，无需高纯度氢氰酸，且无需氯气仅需HCl，电解时无氢气的生成，降低了安全隐患，生成三聚氯氰的电耗可降低到2500-2800kWh/t，大幅降低了生产成本。
附图说明
图1本发明的生产方法优选的装置连接示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1
将HCl、HCN气体按摩尔比1：1.05加入混合器4中混合，通过进出料控制装置14进入电解槽1的阳极室11进行电解；阳极为铂电极，涂层为氧化铂和氧化钛；阴极为气体扩散阴极，由导电层、气体扩散层和催化剂层组成，导电层为网孔式的钛；气体扩散层为乙炔黑/聚四氟乙烯；催化剂层为负载硫化钼的活性炭。通过进出料控制装置14在阴极室13通入氧气在气体扩散阴极上电解生成水，并通过进出料控制装置14及时将产生的水移除。阳极室11和阴极室13用阳离子交换膜12隔开，阳离子交换膜为全氟磺酸树脂膜。
阳极室11电解后产生的气液混合物即氯氰混合物经分离器Ⅰ2分离，所得的液体返回混合器4中，所得的气体经净化器5净化后通入聚合反应器3中反应，得到三聚氯氰粗品，三聚氯氰粗品冷却后经分离器Ⅱ6分离获得三聚氯氰固体产品，分离得到的气体返回聚合反应器3中重复利用。电解时槽电压为2.4V，电流密度为4500A/m2，电解温度为50℃。以HCN计三聚氯氰收率达到89％，吨产品电耗为2600kWh。
实施例2
将HCl、HCN气体按摩尔比1：1.05加入混合器4中与返回的阳极液混合，通过进出料控制装置14进入电解槽1的阳极室11进行电解；阳极为铂电极，涂层为氧化铂和氧化钛；阴极为气体扩散阴极，由导电层、气体扩散层和催化剂层组成，导电层为网孔式的钛；气体扩散层为乙炔黑/聚四氟乙烯；催化剂层为负载硫化钼的活性炭。通过进出料控制装置14在阴极室13通入氧气在气体扩散阴极上电解生成水，并通过进出料控制装置14及时将产生的水移除。阳极室11和阴极室13用阳离子交换膜12隔开，阳离子交换膜为全氟磺酸树脂膜。
阳极室11电解后产生的气液混合物即氯氰混合物经分离器Ⅰ2分离，所得的液体返回混合器4中，所得的气体经净化器5净化后通入聚合反应器3中反应，得到三聚氯氰粗品，三聚氯氰粗品经分离器Ⅱ6分离获得三聚氯氰固体产品，分离得到的气体返回聚合反应器3中重复利用。电解时槽电压为2.5V，电流密度为4500A/m2，电解温度为60℃。以HCN计三聚氯氰收率达到89％，吨产品电耗为2550kWh。
实施例3
将HCl、HCN气体按摩尔比1：1.02加入混合器4中与返回的阳极液混合，通过进出料控制装置14进入电解槽1的阳极室11进行电解；阳极为钛电极，涂层为氧化钛；阴极为气体扩散阴极，由导电层、气体扩散层和催化剂层组成，导电层为网孔式的镍；气体扩散层为乙炔黑/聚四氟乙烯；催化剂层为负载硫化铑的活性炭。通过进出料控制装置14在阴极室13通入氧气在气体扩散阴极上电解生成水，并通过进出料控制装置14及时将产生的水移除。阳极室11和阴极室13用阳离子交换膜12隔开，阳离子交换膜为全氟磺酸树脂膜。
阳极室11电解后产生的气液混合物即氯氰混合物经分离器Ⅰ2分离，所得的液体返回混合器4中，所得的气体经净化器5净化后通入聚合反应器3中反应，得到三聚氯氰粗品，三聚氯氰粗品经分离器Ⅱ6分离获得三聚氯氰固体产品，分离得到的气体返回聚合反应器3中重复利用。电解时槽电压为2.7V，电流密度为6000A/m2，电解温度为60℃。以HCN计三聚氯氰收率达到86％，吨产品电耗为2700kWh。
实施例4
将HCl、HCN气体按摩尔比1：1.05加入混合器4中与返回的阳极液混合，通过进出料控制装置14进入电解槽1的阳极室11进行电解；阳极为钛电极，涂层为氧化钛和氧化钌；阴极为气体扩散阴极，由导电层、气体扩散层和催化剂层组成，导电层为网孔式的钛；气体扩散层为乙炔黑/聚四氟乙烯；催化剂层为负载硫化钼的活性炭。通过进出料控制装置14在阴极室13通入氧气在气体扩散阴极上电解生成水，并通过进出料控制装置14及时将产生的水移除。阳极室11和阴极室13用阳离子交换膜12隔开，阳离子交换膜为加入聚四氟乙烯改性的全氟磺酸树脂膜。电解时槽电压为2.8V，电流密度为5000A/m2，电解温度为70℃。以HCN计三聚氯氰收率达到83％，吨产品电耗为2800kWh。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种三聚氯氰的生产方法，其特征在于，包括如下进行的步骤：将HCl气体、HCN气体和O2加入电解槽(1)中，电解产生的氯氰混合物经分离器Ⅰ(2)分离后得到的气体通入聚合反应器(3)中反应，得到三聚氯氰粗品。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述电解槽(1)设置有阳极室(11)、阳离子交换膜(12)、阴极室(13)以及进出料控制装置(14)，所述阳离子交换膜(12)将阳极室(11)和阴极室(13)隔开，所述进出料控制装置(14)用以控制物料的进出；所述HCl气体和HCN气体通入电解槽(1)的阳极室(11)，所述O2通入电解槽(1)的阴极室(13)。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在电解槽(1)前设置混合器(4)，将HCl气体和HCN气体通入混合器(4)中混合后再加入电解槽(1)中。
4.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于，电解产生的氯氰混合物经分离器Ⅰ(2)分离，得到的液体返回混合器(4)中重复利用。
5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在聚合反应器(3)前设置净化器(5)，电解产生的氯氰混合物经分离器Ⅰ(2)分离，得到的气体通入净化器(5)中净化后再通入聚合反应器(3)中进行反应。
6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，在聚合反应器(3)后设置分离器Ⅱ(6)，得到的三聚氯氰粗品经分离器Ⅱ(6)分离后获得三聚氯氰产品。
7.根据权利要求6所述的生产方法，其特征在于，得到的三聚氯氰粗品经分离器Ⅱ(6)分离，得到的气体返回至聚合反应器(3)中重复利用。
8.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，电解槽(1)电解温度为20-80℃。
9.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，电解槽(1)槽电压为2.0-3.0V，电流密度为1500-6000A/m2。
10.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，HCl气体与HCN气体的摩尔比为1：0.95-1.05。
CN201611031549.2A 2016-11-18 2016-11-18 一种三聚氯氰的生产方法 Pending CN106835187A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611031549.2A CN106835187A (zh) 2016-11-18 2016-11-18 一种三聚氯氰的生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611031549.2A CN106835187A (zh) 2016-11-18 2016-11-18 一种三聚氯氰的生产方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106835187A true CN106835187A (zh) 2017-06-13

Family

ID=59145867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611031549.2A Pending CN106835187A (zh) 2016-11-18 2016-11-18 一种三聚氯氰的生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106835187A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107652244A (zh) * 2017-09-12 2018-02-02 潍坊滨海石油化工有限公司 三聚氯氰的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3947419A (en) * 1973-10-20 1976-03-30 Stamicarbon, B.V. Preparation of cyanuric chloride
CN101240426A (zh) * 2006-11-21 2008-08-13 培尔梅烈克电极股份有限公司 用于氯化钠电解的氧气扩散阴极

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3947419A (en) * 1973-10-20 1976-03-30 Stamicarbon, B.V. Preparation of cyanuric chloride
CN101240426A (zh) * 2006-11-21 2008-08-13 培尔梅烈克电极股份有限公司 用于氯化钠电解的氧气扩散阴极

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
佐藤，诚等: "preparation of Cyanogen chloride", 《BULLETIN OF THE YAMAGATA UNIVERSITY ENGINEERING》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107652244A (zh) * 2017-09-12 2018-02-02 潍坊滨海石油化工有限公司 三聚氯氰的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9957623B2 (en) Systems and methods for preparation and separation of products
US9890062B2 (en) Electrolytic enrichment method for heavy water
KR101378191B1 (ko) 염화수소 및 산소로부터의 염소 제조 방법
JP6599367B2 (ja) ガス拡散電極を用いて二酸化炭素を電気化学的に還元するための方法及びシステム
CN105264118B (zh) 在碱性介质中的氨的电化学合成
CN103154323B (zh) 用于制备氮肥的电化学方法
Kintrup et al. Gas diffusion electrodes for efficient manufacturing of chlorine and other chemicals
AU2013318500B2 (en) Integrated process for producing carboxylic acids from carbon dioxide
US5324497A (en) Integrated procedure for high yield production of chlorine dioxide and apparatus used therefor
US20120020871A1 (en) Method and apparatus for manufacturing perchlorate
TWI736732B (zh) 過硫酸銨的製造方法
US5447610A (en) Electrolytic conversion of nitrogen oxides to hydroxylamine and hydroxylammonium salts
JP2022551135A (ja) 塩素、一酸化炭素および任意に水素を製造するための方法および電気分解装置
CN110573659A (zh) 电化学、氯化和氧氯化系统及形成环氧丙烷或环氧乙烷的方法
CN106835187A (zh) 一种三聚氯氰的生产方法
US5131989A (en) Process for producing perchloric acid and ammonium perchlorate
CN102021600A (zh) 一种利用氧阴极无隔膜电解生产碘酸钾的方法及装置
CN113089004B (zh) 一种电解法制备2-乙酰基吡嗪的方法
NZ247644A (en) Process for preparing alkali metal chlorates, apparatus therefor
US20210189572A1 (en) Production and separation of phosgene by means of a combined co2 and chloride electrolysis
Venkatesh et al. Chlor-alkali technology
US20240133057A1 (en) Electrolyser device and method for carbon dioxide reduction
Bi et al. Synthesis of sustainable production chains for phosgene-related byproducts
CA1060377A (en) Process and installation for preparing cyanuric chloride
CN113718272B (zh) 一种制取两碱的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170613